universidade federal do rio grande do norte centro … · mais difíceis. te amo. aos meus amigos...

UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE

CENTRO DE CIÊNCIAS DA SAÚDE

PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM FISIOTERAPIA

EFEITOS DO TREINO DE MARCHA EM ESTEIRA COM ADIÇÃO

DE CARGA AO MEMBRO INFERIOR NÃO PARÉTICO DE

INDIVÍDUOS COM ACIDENTE VASCULAR CEREBRAL: ENSAIO

CLÍNICO CONTROLADO E RANDOMIZADO

TATIANA SOUZA RIBEIRO

NATAL-RN

2016








TATIANA SOUZA RIBEIRO

NATAL-RN

2016

Tese apresentada ao Programa de Pós-

Graduação em Fisioterapia da Universidade

Federal do Rio Grande do Norte, como pré-

requisito à obtenção do Grau de Doutor.

Área de concentração: Avaliação e

Intervenção em Fisioterapia

Linha de Pesquisa: Avaliação e Intervenção

nos Sistemas Nervoso e Musculoesquelético

Orientador: Prof. Dra. Ana Raquel Rodrigues

Lindquist

iii




Coordenador do Programa de Pós-Graduação em Fisioterapia:

Prof. Dr. Álvaro Campos Cavalcanti Maciel

iv








Banca examinadora:

Aprovada em 10/05/2016

Profa. Dra. Ana Raquel Rodrigues Lindquist (Presidente da banca) – UFRN

Profa. Dra. Fabrícia Azevêdo da Costa Cavalcanti – UFRN

Profa. Dra. Roberta de Oliveira Cacho – FACISA/UFRN

Prof. Dra. Adriana Carla Costa Ribeiro Clementino – UFPB

Profa. Dra. Ana Maria Forti Barela – UNICSUL

v

DEDICATÓRIA

Dedico este trabalho à minha

família, em especial, aos meus

pais, por tudo que representam

em minha vida. Dedico também

ao meu noivo, Igor Teixeira, por

todo amor e compreensão.

vi

AGRADECIMENTOS

Meu Deus, por onde começar? Sim, começarei agradecendo a ti, ó Deus, que

representa o amor maior do universo e a quem devo toda gratidão. Obrigada por sentir o

seu amor, firme e puro, me conduzindo, me dando forças e me orientando pelos melhores

caminhos.

Sigo agradecendo à minha família - pais, irmão, tios, avós, primos, enfim, todos

eles, que sempre torceram por mim, me ajudaram e me fortaleceram. Agradeço,

sobretudo, ao meu irmão Teo Cesar, à minha avó Letice e aos meus pais, Socorro e

Teófilo, por tudo o que fizeram por mim até hoje. Amo vocês.

Ao meu noivo, Igor Teixeira, que suportou tranquilamente todas as minhas

impaciências, ausências, angústias e tristezas. Obrigada pela compreensão e pelo apoio a

todos os meus planos, por me animar com seu típico bom humor mesmo nos momentos

mais difíceis. Te amo.

Aos meus amigos “extra-fisioterapia”, em especial Alba, Bárbara e Rosane, muito

obrigada pela cumplicidade, apoio e torcida de sempre. Tudo foi mais leve com a

participação de vocês.

Aos meus amigos do Hospital Walfredo Gurgel, da divisão de Reabilitação e do

Núcleo de Apoio à Saúde do Trabalhador, cuja amizade não se explica, apenas se sente!

Obrigada por tudo o que fizeram por mim neste período! Espero voltar como professora

e seguir contribuindo para essa equipe que tanto gosto.

Aos meus amigos e colegas da Faculdade Estácio Ponta Negra, por tudo o que

ensinaram e me auxiliaram nesta faculdade que me acolheu e me deu a oportunidade de

iniciar efetivamente na docência. Muito obrigada!

Aos meus amigos do Hospital Naval de Natal/Marinha do Brasil, especialmente

do setor de Fisioterapia, pelo acolhimento, pela ajuda, compreensão, apoio... vocês são

muito especiais para mim e ficarão sempre em meu coração. Adsumus!

Às minhas amigas do doutorado, as queridas Luciana Protásio, Débora Carvalho,

Saionara Aires, Vescia Caldas e Renata Carlos, muito obrigada pela amizade, pelo

companheirismo, por dividir momentos de alegrias e tristezas, enfim, muito obrigada por

tudo!

Aos meus amigos do LIAM/UFRN, o que dizer?! Louise, Daniel, Hyanne,

Matheus, Mayara, Tállyta, Isaíra e Ana Paula, muito obrigada por terem feito parte dessa

tese, vocês ajudaram a construí-la com muito carinho e dedicação. Camila e Lorenna,

vii

verdadeiros anjos, muito obrigada pela amizade, companheirismo e apoio reforçado neste

período do doutorado. Janice, Yanna, Élida, Gentil, Isabelly e todos os que fizeram e

fazem parte desta família, muito obrigada pelos momentos compartilhados, sejam eles

científicos ou não. Larissa Coutinho, amiga, não tenho palavras para agradecer tudo o que

representa para mim, mas espero que sinta toda a gratidão que tenho por você! Estamos

juntas, pode contar comigo sempre! Emília, o que seria de mim sem você? Não existiria

a dupla Batman e Robin e essa tese não teria sido concluída! Serei eternamente agradecida

pela amizade e por todo o suporte que me ofereceu neste período. Pode se sentir doutora,

porque esse título também é seu!

Aos voluntários desta pesquisa, pela confiança em participar deste trabalho e

poder contribuir para a efetiva concretização desta tese. Agradeço a Deus pela

oportunidade de conhecê-los e de poder ajudá-los de alguma forma.

Aos professores e funcionários do Departamento de Fisioterapia da UFRN,

sempre solícitos, atenciosos e dispostos a ajudar. Obrigada por constituírem a família na

qual se deu a minha formação acadêmica. Sou extremamente feliz em saber que, em

breve, seremos colegas de trabalho.

Às professoras da banca examinadora, Ana Barela, Adriana Carla, Roberta

Oliveira e Fabrícia Cavalcanti, muito obrigada por aceitar o convite em participar e

certamente contribuir de forma tão valiosa com este trabalho. À professora Fabrícia,

muito obrigada pela amizade, pelo carinho, pela torcida e pelo apoio de sempre. Agradeço

ainda à professora Tania Campos, que, embora não possa estar presente, foi deveras

importante em minha formação acadêmica na área da fisioterapia neurológica.

Por fim, agradeço a uma das principais responsáveis pela confecção deste trabalho

e pela minha formação profissional e pessoal, à minha orientadora e eterna mestre Ana

Raquel Lindquist. Minha querida “chefa”, obrigada por me acolher desde o TCC e pela

generosidade em permitir que estivesse sempre ao seu lado, fazendo o que fosse

necessário para o meu completo aprendizado, como pesquisadora e como docente.

Obrigada por tantas coisas vividas e compartilhadas! Terá a minha eterna gratidão por

tudo o que fez por mim. Espero poder retribuir todas as coisas boas que me proporcionou

e que possamos continuar a parceria na UFRN, pois não vou lhe abandonar facilmente.

Sempre estará em meu coração.

viii

SUMÁRIO

Lista de tabelas

Lista de figuras

Lista de abreviaturas e siglas

Resumo

Abstract

1 INTRODUÇÃO

1.1 Acidente Vascular Cerebral

1.2 Marcha após AVC

1.3 Reabilitação da marcha após AVC

2 JUSTIFICATIVA

3 OBJETIVOS

3.1 Objetivo geral

3.2 Objetivos específicos

4 HIPÓTESES

5 MATERIAIS E MÉTODOS

5.1 Delineamento do estudo

5.2 Local de realização do estudo

5.3 População e amostra

5.4 Cálculo amostral

5.5 Critérios de elegibilidade

5.6 Considerações éticas

5.7 Aleatorização e cegamento

5.8 Instrumentos de medida

5.9 Procedimentos de avaliação

5.10 Protocolo experimental

5.11 Redução dos dados

5.12 Análise dos dados

6 RESULTADOS E DISCUSSÃO

6.1 Artigo 01

6.2 Artigo 02

6.3 Artigo 03 7 7

7 CONCLUSÕES

xi

xii

xiii

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xvi

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ix

8 CONSIDERAÇÕES FINAIS

9 REFERÊNCIAS

APÊNDICES

ANEXOS

116

120

133

161

x

PREFÁCIO

A presente Tese de Doutorado foi elaborada de acordo com as normas exigidas

pelo Colegiado do Programa de Pós-Graduação em Fisioterapia da Universidade Federal

do Rio Grande do Norte, visando à obtenção do título de Doutor em Fisioterapia. Este

trabalho foi desenvolvido na linha de pesquisa “Avaliação e Intervenção nos Sistemas

Nervoso e Musculoesquelético,” sob a orientação da professora Dra. Ana Raquel

Rodrigues Lindquist.

A estrutura da tese foi organizada em três partes. A primeira parte compreende a

introdução, que contempla o referencial teórico e delimitação do problema da pesquisa,

seguida pela justificativa da realização deste trabalho. São também apresentados o

objetivo geral da pesquisa e os objetivos específicos, os quais indicam o foco de cada um

dos artigos elaborados como resultados desta tese. Esta primeira parte contempla ainda a

descrição detalhada de toda a metodologia utilizada para confecção desta pesquisa.

A segunda parte representa a seção de resultados e discussão. Neste momento, são

apresentados três artigos científicos produzidos a partir da coleta e análise dos dados. Os

artigos foram produzidos em língua inglesa, a qual é pré-requisito para submissão em

periódicos internacionais. Todos foram formatados de acordo com as normas de cada

revista científica selecionada e serão submetidos após as sugestões e considerações da

banca examinadora.

Na terceira parte deste documento, são apresentadas as principais conclusões e

considerações finais relacionadas aos resultados deste trabalho. Em seguida, encontram-

se as referências utilizadas, organizadas de acordo com as diretrizes da Associação

Brasileira de Normas Técnicas (ABNT). Por fim, são dispostos os apêndices e anexos,

dos quais constam dois artigos científicos produzidos no período de doutoramento, a

saber: o protocolo experimental desta pesquisa, submetido em março de 2016, e um artigo

de revisão, publicado em 2014.

xi

Lista de tabelas

Artigo 01:

Table 01: Sociodemographic, clinical and anthropometric data of

experimental (n=19) and control (n=19) groups at baseline (Day 0).

Table 02: Cardiovascular parameters, distance covered on treadmill and

treadmill gait speed of experimental and control groups, at rest (Pre) and

immediately after training (Post) of the first (Day 1) and ninth (Day 9) training

sessions.

Table 03: Bivariate and multivariate analysis between independent variables

and treadmill gait speed after training sessions.

Artigo 02:

Table 01: Sociodemographic, clinical and anthropometric data.

Table 02: Spatiotemporal gait parameters.

Table 03: Kinematic gait parameters.

Artigo 03:

Table 01: Sociodemographic and clinical data of experimental (n=19) and

control (n=19) groups at baseline (day 0).

Table 02: Berg Balance Scale scores obtained at baseline, midtraining,

posttraining and follow-up of experimental (n= 19) and control groups (n=

19).

Table 03: Time spent on the Timed Up and Go test at baseline, midtraining,


19).

Table 04: Kinematic turning measures obtained at baseline, midtraining,


19).

Pág.

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52

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101

101

102

103

xii

Lista de figuras

Figura 01: Disposição das câmeras em torno da área de coleta dos dados

cinemáticos.

Figura 02: Representação do posicionamento dos marcadores passivos.

(A) Visão anterior; (B) Visão lateral; (C) Visão posterior.

Figura 03: Fluxograma representativo do desenho do estudo.

Figura 04: Sistema para treinamento de marcha - Gait Trainer System 2.

Figura 05: Representação do posicionamento das caneleiras para o

treinamento do grupo experimental. (A) Visão anterior; (B) Visão lateral.

Artigo 01:

Figure 01: Mean values of Mean Arterial Pressure at rest (pre), at 10th minute

of training (10th), at 20th minute of training (20th) and at the end of training

(post), in each session, for experimental and control groups.

Figure 02: Mean values of Heart Rate at rest (pre), at 10th minute of training

(10th), at 20th minute of training (20th) and at the end of training (post), in

each session, for experimental and control groups.

Artigo 02:

Figure 01: Consolidated Standards of Reporting Trials study flowchart.

Figure 02: Mean joint angles during the gait cycle (0 a 100%) of experimental

(A) and control (B) groups.

Artigo 03:

Figure 01: Consolidated Standards of Reporting Trials study flowchart.

Pág.

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100

xiii

Lista de abreviaturas e siglas

ANOVA: Análise de variância

AVC: Acidente Vascular Cerebral

CAPES: Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior

CONSORT: Consolidated Standards of Reporting Trials

DALY: disability-adjusted life years

EEB: Escala de Equilíbrio Funcional de Berg

FAC: Functional Ambulatory Category

FCsub: frequência cardíaca submáxima

GC: grupo controle

GE: grupo experimental

LIAM: laboratório de intervenção e análise do movimento

MEEM: Mini-Exame do Estado Mental

MINP: membro inferior não-parético

MIP: membro inferior parético

NIHSS: National Institute of Health Stroke Scale

QTM: Qualisys Track Manager

SPSS: Statistical Package for the Social Sciences

TCLE: termo de consentimento livre e esclarecido

TUG: Timed Up and Go

UFRN: Universidade Federal do Rio Grande do Norte

xiv

Resumo

Introdução: A marcha após Acidente Vascular Cerebral (AVC) caracteriza-se por

expressiva assimetria entre os membros inferiores, com o uso preponderante do membro

inferior não-parético (MINP) em detrimento do uso do membro inferior parético. Nesse

sentido, tem sido sugerido que adição de carga ao MINP como forma de restrição ao

movimento deste membro possa favorecer o uso do membro parético, reduzindo a

assimetria intermembros. Contudo, há poucos estudos realizados até o momento, os quais

têm investigado apenas os efeitos imediatos dessa abordagem. Objetivos: 1) Investigar

se há influência da adição de carga ao MINP durante o treinamento em esteira sobre os

parâmetros cardiovasculares e sobre a performance da marcha de indivíduos com AVC,

comparado ao treino em esteira sem adição de carga; 2) Analisar os efeitos do treinamento

em esteira com e sem adição de carga ao MINP sobre os parâmetros cinemáticos de cada

membro inferior durante a marcha; 3) Analisar os efeitos do treinamento em esteira com

e sem adição de carga ao MINP sobre as medidas de mobilidade funcional e equilíbrio

postural desses pacientes. Materiais e Métodos: Trata-se de um ensaio clínico

randomizado e simples cego, no qual participaram 38 indivíduos, com média de idade de

56,5 anos, na fase subaguda pós-AVC (tempo médio de sequela de 4,5 meses). Os

participantes foram distribuídos aleatoriamente em grupo experimental (GE) e grupo

controle (GC). O GE (n= 19) foi submetido ao treino de marcha em esteira com adição

de carga ao MINP, feita por meio de caneleiras com carga equivalente a 5% do peso

corporal. O GC (n= 19) foi submetido somente ao treino de marcha em esteira. Em ambos

os grupos, também foram aplicadas estratégias comportamentais, que incluíam exercícios

domiciliares. As intervenções ocorreram diariamente durante duas semanas consecutivas

(Dia 1 ao Dia 9), com duração de 30 minutos cada. As medidas de desfecho: equilíbrio

postural (Escala de Equilíbrio funcional de Berg – EEB), mobilidade funcional (Timed

Up and Go – TUG; variáveis cinemáticas do movimento de giro de 180°) e variáveis

cinemáticas da marcha foram avaliadas na linha de base (Dia 0), após quatro sessões de

treinamento (Dia 4), após nove sessões de treinamento (Dia 9) e após 40 dias do término

dos treinamentos (Follow-up). Parâmetros cardiovasculares (pressão arterial média e

frequência cardíaca) foram avaliados em quatro momentos dentro de cada sessão de

treinamento. Análise de variância (ANOVA) foi utilizada para comparar os desfechos

entre o GE e o GC no decorrer do estudo (Dia 0, Dia 4, Dia 9 e Follow-up). Testes t não-

pareados permitiram a comparação intergrupos em cada sessão de treinamento. Em todos

xv

os testes, a significância foi estabelecida em 5%. Resultados: 1) Os parâmetros

cardiovasculares (pressão arterial sistêmica, frequência cardíaca e variáveis derivadas)

não sofreram alterações após as intervenções e não houve diferenças entre os grupos

dentro de cada sessão de treinamento. Houve melhora da performance da marcha, com

aumento da velocidade e da distância percorrida, sem diferença estatisticamente

significante entre os grupos. 2) Após as intervenções, os pacientes aumentaram o

comprimento do passo parético e não parético, além de exibirem maior excursão articular

no quadril e joelho de ambos os membros inferiores. Os ganhos foram observados no GE

e GC, sem diferença estatística entre os grupos e mantidos (em sua maioria) no follow-

up. 3) Após as intervenções, os pacientes exibiram melhor equilíbrio postural (maiores

escores na EEB) e mobilidade funcional (redução do tempo gasto no teste TUG e melhora

da performance do movimento de giro de 180°). Todos os ganhos foram observados no

GE e GC, sem diferença estatisticamente significativa entre os grupos e foram mantidos

no follow-up. Conclusões: A adição de carga ao MINP não alterou os parâmetros

cardiovasculares de indivíduos com AVC subagudo, semelhante ao treino em esteira sem

carga, mostrando-se um treinamento seguro a ser aplicado nestes pacientes. Entretanto, o

uso da carga não ocasionou benefícios adicionais ao treinamento de marcha. O programa

de treinamento de marcha (nove sessões de treino em esteira + estratégias e exercícios

para estimulação do membro parético) mostrou-se útil para melhora da performance e da

cinemática da marcha, da mobilidade funcional e do equilíbrio postural, sendo sugerida a

sua utilização com o intuito de promover a otimização desses desfechos após AVC na

fase subaguda.

Palavras-chave: hemiparesia. transtornos neurológicos da marcha. cinemática. restrição

física. reabilitação. estudo de intervenção.

xvi

Abstract

Introduction: Gait after stroke is characterized by a significant asymmetry between the

lower limbs, with predominant use of the non-paretic lower limb (NPLL) over using the

paretic lower limb. Accordingly, it has been suggested that adding load/weight to the

NPLL as a form of restricting the movement of this limb may favor the use of the paretic

limb, reducing interlimb asymmetry. However, few studies have been conducted up to

this moment, which only investigated the immediate effects of this practice. Objectives:

1) Investigating whether there is an influence of adding load to the NPLL during treadmill

training on cardiovascular parameters and on gait performance of individuals with stroke,

compared to treadmill training without load addition; 2) Analyzing the effects of treadmill

training with and without load added to the NPLL on kinematic parameters of each lower

limb during gait; 3) Analyzing the effects of treadmill training with and without load

added to the NPLL on measurements of functional mobility and postural balance of these

patients. Materials and Methods: This is a randomized single blinded clinical trial

involving 38 subjects, with a mean age of 56.5 years, at the subacute post-stroke phase

(with mean time since stroke of 4.5 months). Participants were randomly assigned into an

experimental group (EG) or control group (CG). EG (n= 19) was submitted to gait training

on a treadmill with the addition of load to the NPLL by ankle weights equivalent to 5%

of body weight. CG (n= 19) was only submitted to gait training on a treadmill. Behavioral

strategies which included home exercises were also applied to both groups. The

interventions occurred daily for two consecutive weeks (Day 1 to Day 9), being of 30

minutes duration each. Outcome measures: postural balance (Berg Functional Balance

Scale – BBS), functional mobility (Timed Up and Go – TUG; kinematic variables of 180°

turning) and kinematic gait variables were assessed at baseline (Day 0), after four training

sessions (Day 4), after nine training sessions (Day 9), and 40 days after completion of

training (Follow-up). Cardiovascular parameters (mean arterial pressure and heart rate)

were evaluated at four moments within each training session. Analysis of variance

(ANOVA) was used to compare outcomes between EG and CG in the course of the study

(Day 0, Day 4, Day 9 and Follow-up). Unpaired t-tests allowed for intergroup comparison

at each training session. 5% significance was used for all tests. Results: 1) Cardiovascular

parameters (systemic arterial pressure, heart rate and derivated variables) did not change

after the interventions and there were no differences between groups within each training

session. There was an improvement in gait performance, with increased speed and

xvii

distance covered, with no statistically significant difference between groups. 2) After the

interventions, patients had increased paretic and non-paretic step lengths, in addition to

exhibiting greater hip and knee joint excursion on both lower limbs. The gains were

observed in the EG and CG, with no statistical difference between the groups and (mostly)

maintained at follow-up. 3) After the interventions, patients showed better postural

balance (higher scores on BBS) and functional mobility (reduced time spent on the TUG

test and better performance on the 180° turning). All gains were observed in the EG and

CG, with no statistically significant difference between groups and were maintained at

follow-up. Conclusions: The addition of load to the NPLL did not affect cardiovascular

parameters in patients with subacute stroke, similar to treadmill training without load,

thus seemingly a safe training to be applied to these patients. However, the use of the load

did not bring any additional benefits to gait training. The gait training program (nine

training sessions on a treadmill + strategies and exercises for paretic limb stimulation)

was useful for improving gait performance and kinematics, functional mobility and

postural balance, and its use is suggested to promote the optimization of these outcomes

in the subacute phase after stroke.

Key words: hemiparesis. neurologic gait disorders. kinematics. physical restraint.

rehabilitation. intervention studies.

1 INTRODUÇÃO

2

1.1 Acidente Vascular Cerebral

O Acidente Vascular Cerebral (AVC) representa uma importante causa de morte

e incapacidade globais, acometendo cerca de 795.000 indivíduos por ano em todo o

mundo (MOZAFFARIAN et al., 2015). O impacto desta doença é significativamente

mais expressivo nos países em desenvolvimento, os quais respondem por

aproximadamente 75% de todas as mortes causadas por AVC (FEIGIN et al., 2015). De

acordo com um índice global de incapacidade (disability-adjusted life years – DALY),

estima-se ainda que 80% dos indivíduos com incapacidade decorrente de AVC

encontram-se nos países em desenvolvimento (FEIGIN et al., 2015).

No Brasil, as doenças cerebrovasculares correspondem à segunda principal causa

de morte (BRASIL, 2013). Neste país, dados recentes indicam que a prevalência de AVC

é de aproximadamente 2.231.000 casos, dos quais 568.000 permanecem com

incapacidade grave (BENSENOR et al., 2015). Como ocorre em outros países de média

renda, a maioria da população brasileira apresenta várias limitações ao acesso à adequada

prevenção, ao tratamento clínico inicial e à reabilitação do AVC. A despeito disto, no

Brasil, tem-se observado evolução positiva no cuidado aos pacientes com AVC na última

década, com expressivo aumento do número de centros de tratamento (unidades de AVC),

dentre outras ações (MARTINS et al., 2013).

De acordo com a Organização Mundial da Saúde, o AVC configura um dano

neurológico agudo de origem vascular, com início súbito e duração maior que 24 horas,

resultando em sinais e sintomas correspondentes ao comprometimento das áreas

encefálicas atingidas. Quanto à etiologia, tem sido classificado em isquêmico ou

hemorrágico, conforme resulte, respectivamente, da obstrução ou da ruptura de um vaso

sanguíneo cerebral (WORLD HEALTH ORGANIZATION, 2006). A etiologia

isquêmica corresponde à maioria dos casos, e, no Brasil, a incidência estimada de AVC

isquêmico é de 86 indivíduos acometidos a cada 100.000 habitantes (LANGE et al.,

2015). Independentemente do tipo, o AVC tem sido fortemente associado a fatores de

risco modificáveis, como hipertensão arterial sistêmica, diabetes mellitus, inatividade

física, abuso de álcool, fumo e obesidade (O´DONNELL et al., 2010), o que não deveria

justificar os índices alarmantes dessa patologia.

O quadro clínico pós-AVC é bastante variado, dependendo do tipo de lesão, da

localização e do tamanho da área afetada, bem como da natureza das funções

comprometidas. Frequentemente, observam-se déficits motores como perda de força

3

muscular e de coordenação, além de alterações sensitivas, distúrbios do campo visual,

déficits cognitivos, perceptivos e de linguagem (WORLD HEALTH ORGANIZATION,

2006).

No sistema neuromusculoesquelético, a lesão cerebral causada pelo AVC

determina uma série de alterações, comumente chamadas de síndrome do neurônio motor

superior. Estão presentes a coativação da musculatura agonista e antagonista, com

dificuldades na movimentação seletiva das articulações, bem como alterações no tônus

muscular, hiperatividade dos reflexos de estiramento, lentidão da ativação muscular e

redução da geração de torque, dentre outras características (LEONARD et al., 2006; VAZ

et al., 2006). Posteriormente, verificam-se também fenômenos adaptativos, com

mudanças fisiológicas, mecânicas e funcionais nos músculos e em outros tecidos moles

(CARR, SHEPHERD & ADA, 1995; VAZ et al., 2006). As alterações motoras são

evidenciadas no hemicorpo contralateral ao hemisfério cerebral acometido; entretanto, há

evidências de que déficits ipsilaterais também estão presentes após AVC unilateral,

direito ou esquerdo (CHESTNUT & HAALAND, 2008; JANKOWSKA & EDGLEY,

2006).

Deste modo, indivíduos com AVC frequentemente demonstram importante

comprometimento motor, que é apontado por esses pacientes como a perda de maior

impacto funcional, em relação a outras alterações experimentadas (CHESTNUT &

HAALAND, 2008). De fato, parece haver uma relação direta entre alterações motoras e

déficits funcionais após AVC, resultando na limitação de atividades e redução da

participação desses indivíduos (LANGHORNE, COUPAR & POLLOCK, 2009). No

membro superior, dificuldades para as atividades de alcance, preensão e manipulação de

objetos são comuns, afetando a escrita, a higiene pessoal, a alimentação e o vestir-se, por

exemplo (BOYD, MORRIS & GRAHAM, 2001). Já no membro inferior, o

comprometimento na marcha permanece como o mais significativo, constituindo o déficit

que mais impulsiona esses indivíduos a procurarem tratamento para reabilitação (KOSAK

& REDING, 2000).

1.2 Marcha após AVC

Cerca de um terço da população acometida por AVC apresenta incapacidade para

a marcha, mesmo após três meses da admissão hospitalar por ocasião do evento

(LANGHORNE, COUPAR & POLLOCK, 2009). Este fato é preocupante, visto que a

4

inabilidade para a marcha representa significativo fator de incapacidade a longo prazo,

agravando o já expressivo impacto da doença (MEHRHOLZ, POHL & ELSNER, 2014).

Dentre os indivíduos que conseguem alcançar uma marcha funcional, a maior

parte segue incapaz de deambular por longas distâncias e com velocidade satisfatória para

realizar adequadamente suas atividades (CHEN & PATTEN, 2006). Genericamente,

denomina-se marcha hemiparética o estilo de andar lento e descoordenado desses

indivíduos, embora possam ser notados diferentes padrões de marcha de acordo com o

grau de recuperação motora. Este comportamento atípico é resultado tanto de alterações

que ocorrem no controle central da atividade muscular, quanto do desenvolvimento de

estratégias neuromusculares compensatórias (CHEN et al., 2003; DEN OTTER et al.,

2007; KUAN, TSOU & SU, 1999).

A recuperação da função da marcha ocorre preferencialmente nos primeiros seis

meses após AVC, sendo fortemente influenciada pelo grau de paresia do membro inferior

(CHEN et al., 2003; JORGENSEN et al., 1995). Na fase aguda, a descarga de peso no

membro inferior parético (MIP) em ortostatismo é tolerada tão logo haja o

restabelecimento da força muscular, embora também seja dependente de outros fatores

(GENTHON et al., 2008). Tem sido estimado que o tempo necessário para recuperar a

habilidade de permanecer em pé por 10 segundos seja aproximadamente três dias

(SMITH & BAER, 1999). A despeito do curto tempo necessário para aquisição dessa

postura, pode-se notar ainda expressivo desequilíbrio e assimetria na descarga de peso

corporal, com muito mais peso sendo sustentado pelo membro inferior não-parético

(MINP). Esse padrão se reflete durante a marcha, tornando os indivíduos mais

dependentes do MINP e causando alterações biomecânicas também nesse membro. Na

tentativa de locomover-se satisfatoriamente, inicia-se assim um processo de aquisição de

estratégias compensatórias, envolvendo tanto o MIP quanto o MINP (CHEN et al., 2003;

GENTHON et al., 2008).

Dessa forma, observa-se que indivíduos que sofreram AVC adotam passos

relativamente curtos, buscando minimizar o tempo de suporte simples com o MIP e

retornar às fases mais estáveis de duplo suporte (CHEN et al., 2003; OLNEY &

RICHARDS, 1996). Um outro exemplo ocorre na fase de balanço, na qual o MIP leva

muito mais tempo para se deslocar à frente, consequente à inadequada propulsão dos

flexores do quadril e tornozelo deste membro (CHEN et al., 2005a). O comportamento

assimétrico entre os membros inferiores resulta ainda em um maior deslocamento lateral

5

do centro de massa corporal quando comparado a sujeitos normais, o que aumenta a

instabilidade postural durante a deambulação (CLARK et al., 2012).

A assimetria entre os membros inferiores também é evidente quando se examinam

os parâmetros angulares da marcha. O déficit para impulsionar o MIP à frente promove

uma redução na amplitude de flexão do joelho no momento que o pé deixa o solo, e

também no pico de flexão do joelho durante o balanço. Como compensação, muitos

realizam a estratégia de circundução do quadril, que também contrapesa a reduzida

dorsiflexão do tornozelo para a liberação total do pé durante a fase de balanço (CHEN et

al., 2005a). Na fase de apoio, excessiva flexão plantar promove o contato do pé com a

superfície por meio do antepé ou por toda a planta, ao invés do contato normal com o

calcanhar. De maneira geral, a excursão articular do MIP é limitada, e para contrabalançar

os pacientes tendem a aumentar a cadência (número de passos por unidade de tempo) ao

invés do comprimento do passo, para aumentar a velocidade da marcha e conseguirem

deslocar-se a contento (CORRÊA et al., 2005; LUCARELI & D´ANDREA GREVE,

2008).

A reduzida velocidade da marcha, juntamente à assimetria, são características

desses pacientes. A velocidade da marcha após AVC parece variar entre 0,18 a 1,03m/s,

em oposição à velocidade média de 1,4m/s alcançada por adultos saudáveis (HSU, TANG

& JAN, 2003). Pode-se perceber, portanto, que, na tentativa de manter uma marcha

funcional com todas essas alterações, demanda-se um alto custo energético e promove-se

importante instabilidade dinâmica durante a deambulação, levando a uma marcha menos

veloz e pouco segura.

As alterações que caracterizam a marcha hemiparética não envolvem, contudo,

somente o caminhar em linha reta. Uma vez que a coordenação da marcha está afetada, a

habilidade para alterar o padrão de deambulação em resposta às demandas ambientais

também está afetada (HOLLANDS et al., 2012). Por conseguinte, outras atividades de

locomoção cotidiana - como subir e descer escadas, aclives e declives, assim como

realizar giros e mudanças de direção para retornar a um lugar específico ou desviar de

obstáculos - também encontram-se prejudicadas.

Quase a totalidade das atividades funcionais realizadas diariamente requerem a

habilidade de girar e mudar de direção durante a marcha (MANAF et al., 2012).

Indivíduos saudáveis são capazes de alterar o padrão de caminhada em linha reta,

exibindo programada desigualdade entre os membros inferiores quanto ao comprimento

e a largura do passo, e a força de reação ao solo, dentre outros, para permitir a adequada

6

execução do giro e a mudança de direção (COURTINE & SCHIEPPATI, 2003;

ORENDURFF et al., 2006). Indivíduos com AVC apresentam pobre coordenação da

marcha, além de marcante assimetria espaço-temporal e angular entre os membros

inferiores, bem como quanto à descarga de peso corporal. Essa diferença de

comportamento preexistente entre os membros inferiores, associada a déficits na

coordenação entre cabeça, tronco e pelve, além de deficiente controle seletivo do

movimento articular do membro inferior, tornam o giro uma atividade extremamente

desafiadora (BARELA et al., 2000; KIM & ENG, 2003; LAMONTAGNE et al., 2005).

Por conseguinte, após AVC, as quedas se mostram cerca de oito vezes mais comuns

durante a execução do giro do que na marcha em linha reta, havendo maior incidência

quando o giro é realizado em direção ao lado parético (MANAF et al., 2012).

Conforme explicitado anteriormente, a assimetria entre os membros inferiores

durante a marcha aumenta o movimento do centro de massa além da frequência natural,

requerendo maior demanda do sistema neuromuscular de modo a manter o equilíbrio

(CLARK et al., 2012). Além disso, a irregular distribuição de peso corporal faz com que

a oscilação postural seja frequentemente deslocada lateralmente sobre o MINP (CHENG

et al., 2001). Tudo isso resulta em inabilidade para manter o movimento do centro de

massa dentro dos limites de estabilidade, sobretudo durante o giro e nas mudanças súbitas

de direção, dificultando o enfrentamento de situações cotidianas e favorecendo a

ocorrência de quedas (MANAF et al., 2012).

Diante de todas as implicações determinadas pela marcha hemiparética, os

pacientes com AVC frequentemente demonstram baixos níveis de atividade física (IVEY,

HAFER-MACKO & MACKO, 2006). A inatividade física, por sua vez, ocasiona

persistente declínio na capacidade aeróbia, com diminuição da tolerância ao exercício e

limitação na realização de atividades diárias (STOLLER et al., 2012). O que se observa,

portanto, é um ciclo vicioso envolvendo inatividade física e declínio funcional pós-AVC

(PANG et al., 2013), desencadeado em grande parte pelas alterações da marcha desses

pacientes.

1.4 Reabilitação da marcha após AVC

Restabelecer a marcha é um dos principais objetivos da reabilitação após AVC, a

qual busca, particularmente, a aquisição de padrões mais funcionais e o aumento da

velocidade da caminhada (HSU, TANG & JAN, 2003; LIN et al., 2006). Os programas

7

de reabilitação existentes parecem ser úteis na melhora da qualidade da marcha; apesar

disso, tem sido reportado que somente uma pequena proporção de pacientes adquire

habilidade suficiente para deambular de forma segura e eficaz na comunidade (YANG et

al., 2005; YANG et al., 2007).

Atualmente, estão disponíveis diversas abordagens para o tratamento da marcha

hemiparética, sem haver ainda um consenso sobre a melhor terapêutica a ser utilizada

(MEHRHOLZ, POHL & ELSNER, 2014). Tem sido sugerido que intervenções que

objetivem aumentar a velocidade da marcha seriam as mais apropriadas em pacientes com

AVC (LORD et al., 2004). Entretanto, Dickstein (2008), em revisão crítica da literatura,

examinou o efeito de intervenções focadas na melhora da velocidade da marcha e

concluiu que não há evidência suficiente para determinar a efetividade desses

tratamentos. Ademais, mesmo sendo considerada um importante indicador da

performance global, a velocidade não se mostra uma medida completa para expressar a

função da marcha (PATTERSON et al., 2012; YANG et al., 2007).

Como medida complementar à velocidade, a simetria da marcha vem sendo

bastante utilizada para uma mensuração sensível e objetiva da deambulação

(PATTERSON et al., 2012). Uma vez que representa uma medida em paralelo dos

membros inferiores, a simetria pode fornecer melhor entendimento sobre o controle e

coordenação da marcha, tendo papel fundamental no direcionamento do tratamento

(PATTERSON et al., 2010).

Nesse ínterim, buscar uma marcha mais simétrica, particularmente no momento

em que o paciente está restabelecendo a capacidade de andar, parece ser mais efetivo para

alcançar uma melhor qualidade da marcha. Sabe-se que a descarga de peso corporal nos

membros inferiores é um pré-requisito necessário para a deambulação. Apesar disso, nos

indivíduos hemiparéticos, a relutância em apoiar o peso no MIP persiste mesmo com a

realização de fisioterapia convencional para corrigir a postura assimétrica. Isso fomenta

o desuso do MIP e dificulta a recuperação da função motora em estágios mais tardios

após AVC, apontando a necessidade de intervenções efetivas e precoces para melhora da

simetria (ISHII et al., 2009).

Algumas intervenções, como o treino em esteira com suporte parcial de peso,

parecem otimizar essas condições (ISHII et al., 2009). O treinamento em esteira baseia-

se na premissa de que a informação locomotora advinda dos centros espinais pode ser

melhorada pelo provimento de pistas sensoriais adequadas durante a marcha. O sistema

de suporte parcial de peso corporal possibilita que os indivíduos se mantenham na posição

8

bípede precocemente, fornecendo alinhamento postural enquanto a deambulação é

facilitada pelo movimento da esteira (LAM et al., 2009; VAN DE CROMMERT et al.,

1998; VISINTIN et al., 1998). O suporte e a descarga cíclica do peso corporal nos

membros inferiores parecem ser os componentes essenciais para a reaprendizagem da

marcha com esse treinamento, que enfatiza a atividade muscular extensora durante a fase

de apoio. Contudo, a assimetria na descarga de peso entre o MIP e o MINP persiste,

mesmo com reduzido suporte de peso corporal. Além disso, pouca atenção é dada à

atividade muscular flexora durante a fase de balanço, visto que o MIP é frequentemente

assistido pelo terapeuta para permitir a adequada retirada do pé do solo nesta fase (LAM

et al., 2008; LAM et al., 2009).

Estimular o uso voluntário do MIP, portanto, parece ser uma boa estratégia para

reduzir a assimetria entre os membros inferiores. Na fase de balanço da marcha, o uso

aumentado do MIP pode contribuir para melhorar a força muscular flexora, cuja redução

pode dificultar a ultrapassagem de obstáculos e limitar a velocidade da marcha (LAM et

al., 2008). Na fase de apoio da marcha, a maior utilização do MIP pode assegurar uma

maior descarga de peso neste membro, com aumento do tempo de apoio simples do MIP.

Intervenções que promovem aumento da descarga de peso no MIP parecem melhorar a

performance funcional após AVC, não somente na marcha mas também em outras

atividades (MERCER et al., 2009). De fato, mesmo em atividades realizadas na posição

sentada ou durante transferências é verificado o uso preponderante do MINP, que gera

mais trabalho e torque do que o MIP (BILLINGER et al., 2010; SIBLEY et al., 2008).

Nesse contexto, abordagens que limitam (restringem) o movimento do MINP,

chamadas genericamente de terapia de restrição e indução do movimento, podem ser

favoráveis por aumentar o uso do MIP (WITTENBERG & SCHAECHTER, 2009).

Desenvolvida por Edward Taub e colaboradores (1993) para melhorar a função motora

do membro superior parético após AVC, esta terapia tem como elementos-chave a prática

massificada com foco em atividades funcionais, a restrição ao uso do membro não-

parético e a utilização de estratégias comportamentais, que visam transferir os ganhos

obtidos com a terapia para situações da vida real, reforçando a participação do indivíduo

e a adesão ao tratamento (KWAKKEL et al., 2015).

Para o membro superior, o protocolo original envolve a prática de tarefas

específicas durante 6h por dia no curso de duas semanas, estando o membro superior não-

parético restrito por 90% das horas acordadas do indivíduo, e com atividades programadas

para que o paciente realize além do horário da terapia. Além do protocolo original, um

9

protocolo modificado - que não inclui os três componentes da terapia e que varia bastante

em termos de intensidade e duração - tem sido utilizado para a recuperação do membro

superior, e, de maneira geral, ambos vem exibindo resultados promissores na função

motora e funcionalidade do braço e da mão (KWAKKEL et al., 2015). Comparado ao

membro superior, pouca informação está disponível sobre o uso dessa terapia para

recuperação do MIP (RIBEIRO et al., 2014).

As abordagens baseadas na terapia de restrição e indução do movimento para o

membro inferior utilizam, preferencialmente, o treinamento de marcha, pois esta

atividade requer a cooperação, mesmo que subótima, da extremidade afetada. Marklund

e Klässbo (2006) utilizaram uma órtese como restrição à flexão do joelho não-parético

em pacientes crônicos pós-AVC, submetendo-os a atividades funcionais intensivas

envolvendo predominantemente os membros inferiores, incluindo a marcha. Após duas

semanas, observaram melhora na função motora, mobilidade, equilíbrio dinâmico e

simetria na descarga de peso corporal nesses pacientes, a qual se manteve num período

de seis meses. Numata e colaboradores (2008) também utilizaram uma órtese extensora

para o joelho não-parético – porém, em um paciente com AVC agudo -, verificando

melhora funcional desse indivíduo após dois dias consecutivos de restrição do MINP

associada à prática funcional intensiva. Já Hase e colaboradores (2011) elaboraram uma

prótese acoplada ao MINP, mantendo-o numa posição de flexão do joelho, porém

permitindo a marcha através de uma extensão semelhante ao corpo de uma bengala.

Pacientes crônicos pós-AVC realizaram treino de marcha na esteira com a prótese durante

três semanas, e obtiveram aumento na força de reação ao solo durante a propulsão do

MIP, além de significativo aumento no tempo de apoio parético, comparado ao grupo que

realizou apenas treinamento de marcha na esteira.

Entretanto, desenvolver efetivas restrições para os membros inferiores tem sido

um desafio, pois essa atitude pode inibir a mobilidade e tornar mais difícil a manutenção

da estabilidade postural (DING et al., 2013). Como exemplos de restrições menos

“rígidas”, Aruin e colaboradores (2000) propuseram o uso de uma elevação (salto)

acoplada ao calçado do MINP em pacientes com até cinco anos de sequela pós-AVC,

com a finalidade de distribuir mais simetricamente o peso nos membros inferiores (50%

em cada membro). Tais pacientes desempenhavam atividades diárias supervisionadas

com o calçado e também tarefas que envolviam transferências de peso corporal e iniciação

da marcha durante seis semanas, alcançando ganhos na velocidade da marcha,

comprimento da passada e na descarga de peso corporal. Em um estudo mais recente,

10

Ding e colaboradores (2013) elaboraram um programa de reabilitação baseado num jogo

de realidade virtual, o qual manipulava o centro de pressão corporal e forçava, assim, o

uso do MIP durante a tarefa de esquiar. Verificaram que, após três semanas, pacientes

crônicos pós-AVC conseguiram distribuir o peso corporal de forma mais simétrica,

melhorando também a estabilidade dinâmica.

Dentro desta perspectiva, Regnaux e colaboradores (2008) foram os primeiros a

utilizar carga no MINP como forma de restrição do movimento deste membro durante a

marcha. Pacientes na fase subaguda pós-AVC executaram treino em esteira com uma

carga fixada ao tornozelo do MINP por meio de uma caneleira, sendo avaliados antes,

imediatamente após e depois de 20 minutos de uma única sessão de treinamento.

Observaram como efeitos imediatos a melhora da velocidade da marcha, comprimento do

passo e cadência, além de maior descarga de peso no MIP e maior excursão do quadril e

joelho paréticos, com manutenção da maioria dessas adaptações por 20 minutos. Mais

recentemente, Bonnyaud e colaboradores (2013), utilizaram o mesmo protocolo proposto

por Regnaux et al. (2008), mas em pacientes com AVC crônico. Tais autores não

observaram efeitos imediatos da restrição sobre os parâmetros de marcha do MIP, o que

sugere que o momento de aplicação desta terapia também deve ser considerado.

Diante do exposto, verifica-se a falta de consenso sobre a melhor forma de

utilização da terapia de restrição e indução do movimento para recuperação da função do

MIP. Além disso, ratifica-se a escassez de estudos envolvendo o uso da carga para

restrição do MINP. Desta forma, levanta-se o seguinte questionamento: seria a adição de

carga ao MINP, aplicada durante o treinamento de marcha em esteira, uma restrição

viável, capaz de favorecer os parâmetros da marcha, de mobilidade funcional e equilíbrio

postural em pacientes com AVC subagudo?

11

2 JUSTIFICATIVA

12

Sabe-se que indivíduos que sofreram AVC apresentam marcha

caracteristicamente assimétrica, “moldada” por padrões de movimentos compensatórios,

desenvolvidos na tentativa destes sujeitos de tornarem-se deambuladores funcionais.

Acredita-se que o paradigma da restrição e indução do movimento possa ser útil

para favorecer a simetria da marcha em pacientes com AVC, na medida em que promove

a estimulação do MIP por meio da restrição ao uso do MINP. Contudo, não há protocolo

definido para a aplicação desta terapia nos membros inferiores, e algumas formas de

restrição podem vir a impedir o movimento harmônico dos membros e aumentar o

desequilíbrio corporal. Ademais, a maior parte dos estudos preexistentes sobre a terapia

de restrição e indução do movimento para o membro inferior envolve pacientes na fase

crônica após AVC (RIBEIRO et al., 2014).

O uso de carga como restrição para o movimento do MINP parece ser uma

perturbação capaz de atuar diretamente nos parâmetros cinéticos, espaço-temporais e

angulares da marcha hemiparética (REGNAUX et al., 2008). Acredita-se que, com o

treino repetitivo de marcha com o MINP restrito, possa-se aumentar a simetria entre os

membros inferiores, com uma descarga de peso mais equitativa entre os membros e maior

semelhança entre a duração do apoio e do balanço de cada membro. Além disso, espera-

se promover maior excursão articular dos membros inferiores, especialmente durante o

balanço (LAM et al., 2009; REGNAUX et al., 2008). Sendo aplicada em fases precoces

pós-AVC, sugere-se que essa abordagem possa ser capaz de promover importantes

alterações nos períodos de maior recuperação da marcha, facilitando a apropriada

reaprendizagem desta habilidade motora.

A aplicação de carga adequada ao MINP não parece afetar de forma negativa a

execução da marcha, e o treino na esteira permite a prática massificada desta atividade,

além de facilitar e reforçar o movimento cíclico dos membros. O uso de carga aplicada

aos membros inferiores constitui-se ainda como um recurso de baixo custo, de fácil acesso

e utilização simples, tendo boa aceitação pelos pacientes e sendo comumente utilizado na

prática clínica da reabilitação. O desenvolvimento de um protocolo viável de intervenção

agrega conhecimento científico para a prática baseada em evidências e enriquece o meio

acadêmico e profissional com uma nova possibilidade de tratamento. A despeito disto,

até o presente momento, não existem estudos que avaliem os efeitos da adição de carga

ao MINP como intervenção para melhora da marcha hemiparética e de parâmetros

relacionados à marcha, fomentando a necessidade de investigação.

13

3 OBJETIVOS

14

3.1 Objetivo geral

Avaliar a viabilidade e os efeitos a curto, médio e longo prazo da adição de carga

ao MINP durante o treino de marcha em esteira em indivíduos com AVC na fase

subaguda.

3.2 Objetivos específicos

Artigo 01: Investigar se há influência a médio prazo da adição de carga ao MINP

durante o treinamento em esteira sobre os parâmetros cardiovasculares (pressão arterial,

frequência cardíaca e variáveis derivadas) e sobre a performance da marcha (velocidade

e distância percorrida), e comparar ao treino em esteira sem adição de carga;

Artigo 02: Analisar os efeitos a médio e longo prazo do treinamento em esteira

com adição de carga ao MINP sobre os parâmetros cinemáticos (medidas espaço-

temporais e angulares) de cada membro inferior durante a marcha, e comparar ao treino

em esteira sem adição de carga;

Artigo 03: Analisar os efeitos a curto, médio e longo prazo do treinamento em

esteira com adição de carga ao MINP sobre as medidas de mobilidade funcional (sentar

e levantar, caminhar, girar 180°) e equilíbrio postural (estático e dinâmico), e comparar

ao treino em esteira sem adição de carga.

15

4 HIPÓTESES

16

Artigo 01:

H0: A adição de carga ao MINP durante o treino de marcha em esteira não gera

alterações positivas a médio prazo nos parâmetros cardiovasculares (pressão arterial,

frequência cardíaca e variáveis derivadas), comparado ao treino em esteira sem adição

de carga.

H1: A adição de carga ao MINP durante o treino de marcha em esteira gera alterações

positivas a médio prazo na performance da marcha (velocidade e distância

percorrida), comparado ao treino em esteira sem adição de carga.

Artigo 02:


positivas a médio e longo prazo nos parâmetros cinemáticos (medidas espaço-

temporais e angulares) de cada membro inferior durante a marcha, comparado ao

treino em esteira sem adição de carga.

Artigo 03:


positivas apenas a médio e longo prazo nas medidas de mobilidade funcional (sentar

e levantar, caminhar, girar 180°) e equilíbrio postural (estático e dinâmico),

comparado ao treino em esteira sem adição de carga.

17

5 MATERIAIS E MÉTODOS

18

5.1 Delineamento do estudo

O presente estudo caracteriza-se como longitudinal do tipo ensaio clínico

controlado, randomizado e cego, seguindo as recomendações do Consolidated Standards

of Reporting Trials - CONSORT (CONSORT TRANSPARENT REPORTING OF

TRIALS, 2010).

5.2 Local de realização do estudo

Os procedimentos de coleta de dados foram executados no Laboratório de

Intervenção e Análise do Movimento (LIAM), do Departamento de Fisioterapia da

Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN), na cidade de Natal, Rio Grande

do Norte.

5.3 População e amostra

A amostra do estudo foi recrutada a partir de uma população de indivíduos com

AVC residentes no município de Natal – RN ou proximidades. A seleção dos voluntários

foi realizada de forma não-probabilística, mediante a verificação de listas de espera e de

atendimentos de pacientes com diagnóstico de AVC, atendidos em hospitais ou centros

de referência públicos ou privados do município. A seleção foi também realizada a partir

de demanda espontânea após a divulgação do projeto nos referidos centros de referência,

por meio de cartaz elaborado pelos pesquisadores (Apêndice 01).

5.4 Cálculo amostral

O cálculo do tamanho da amostra foi realizado por meio do programa estatístico

GPower (ERDFELDER, FAUL & BUCHNER, 1996) versão 3.0.10, adotando a variável

razão de simetria do tempo de balanço (tempo de balanço do MIP/tempo de balanço do

MINP) como medida de desfecho primária deste estudo. O tamanho do efeito foi

calculado a partir de um estudo prévio envolvendo indivíduos com hemiparesia pós-AVC,

os quais realizaram treinamento objetivando a melhora da simetria espaço-temporal da

marcha (THAUT et al., 2007). A partir daí, o tamanho da amostra foi calculado para se

detectar uma diferença entre os grupos de 0,12 na razão de simetria do tempo de balanço

(com nível de significância de 0,05 e poder estatístico de 80%). Verificou-se, então, que

o menor número necessário para se detectar a diferença esperada seria 17 indivíduos por

19

grupo, totalizando 34 participantes. Considerando que cerca de 10% dos indivíduos

poderia desistir de participar do estudo durante seu curso (taxa de desistência),

determinou-se uma amostra de 38 participantes no total (19 em cada grupo).

5.5 Critérios de elegibilidade

A seleção dos participantes foi feita mediante os seguintes critérios: (1) primeiro

episódio de AVC (isquêmico ou hemorrágico) unilateral que resultou em déficits de

marcha; (2) tempo de sequela igual ou inferior a 12 meses; (3) idade superior a 20 anos e

igual ou inferior a 70 anos; (4) não estar em período gestacional; (5) habilidade para

deambular independentemente por 10 metros em superfície plana, sem uso de dispositivos

auxiliares; (6) velocidade da marcha no solo classificada como lenta ou moderada

(inferior a 0,8 m/s), de acordo com a categorização proposta por Bowden e colaboradores

(2008); e (7) capacidade de compreender e obedecer a comandos motores simples.

Foram considerados como critérios de exclusão: (1) instabilidade nas condições

cardíacas (ausência de doenças cardíacas não controladas); (2) condições clínicas

adversas afetando o equilíbrio e/ou a marcha; (3) dor e/ou desconforto acentuado

impedindo a realização das atividades propostas; (4) descompensações na pressão arterial

sistêmica, com os valores sistólico e diastólico acima de, respectivamente, 200mmHg e

110mmHg, antes e/ou após o treinamento (BALADY et al., 1998); e frequência cardíaca

acima dos valores submáximos permitidos durante o treinamento, calculados por meio da

fórmula [FCsub=0,75 x (220 – idade)] (FOX III et al., 1971), onde FCsub = frequência

cardíaca submáxima.

5.6 Considerações éticas

Esta pesquisa foi submetida e aprovada pelo Comitê de Ética em Pesquisa da

Universidade Federal do Rio Grande do Norte, obtendo parecer de número 488.293

(Anexo 01), e registrada como ensaio clínico no clinicaltrials.gov (NCT02113098)

(Anexo 02).

Todos os participantes, quando recrutados, foram devidamente esclarecidos sobre

a pesquisa e assinaram um termo de consentimento livre e esclarecido - TCLE (Apêndice

02), de acordo com a resolução 466/12 do Conselho Nacional de Saúde e em consonância

com a Declaração de Helsinque.

20

5.7 Aleatorização e cegamento

A sequência de aleatorização foi gerada por computador (DALLAL, 2013), por

um pesquisador externo não envolvido no estudo. Este pesquisador manteve a lista de

aleatorização em sigilo até o término do estudo, e organizou em envelopes opacos e

sequencialmente numerados, posteriormente selados, a sequência de aleatorização de

acordo com a codificação dos grupos do estudo: verde= grupo experimental (GE); azul=

grupo controle (GC).

Apenas os terapeutas do estudo tinham conhecimento sobre a codificação dos

grupos. Entretanto, o conteúdo de cada envelope era revelado apenas no início do

treinamento de cada paciente, de modo a manter o sigilo quanto à sequência de alocação.

Os mesmos terapeutas envolvidos no treinamento do GE executaram o treinamento no

GC. Os avaliadores do estudo foram mascarados em relação à alocação por grupo.

Semelhantemente, a análise estatística foi realizada por um avaliador, cego quanto à

alocação dos pacientes nos grupos.

5.8 Instrumentos de medida

5.8.1 Medidas de caracterização da amostra

Dados clínicos, demográficos e antropométricos

Dados clínicos e demográficos - tais como dimídio parético, tipo do AVC, idade,

sexo, tempo de lesão, dentre outros - foram avaliados por meio de um formulário de

identificação estruturado (Apêndice 03). Dados antropométricos (estatura e massa

corpórea) foram avaliados utilizando-se uma fita métrica elástica (Vonder®) e balança

digital portátil (Beurer®), sendo registrados no mesmo formulário de identificação.

Estado neurológico

A avaliação neurológica foi realizada por meio do protocolo do National Institute

of Health (NIH Stroke Scale – NIHSS) (Anexo 03), que categoriza os indivíduos em

relação à gravidade do estado neurológico. Esta escala permite a classificação de acordo

com os escores: 0 a 1 - déficit mínimo, 2 a 5 - déficit leve, 6 a 15 - déficit moderado, 16

21

a 20 - déficit importante e escores maiores que 20 - déficit grave (MONTANER &

ALVAREZ-SABIN, 2006).

Capacidade de deambulação

A habilidade de realizar a marcha foi verificada pela Categoria de Deambulação

Funcional (Functional Ambulatory Category – FAC) (Anexo 04), a qual consiste em um

instrumento sensível e fidedigno na avaliação da marcha de pacientes com hemiparesia

após AVC (MEHRHOLZ et al., 2007). A FAC classifica em seis níveis a habilidade para

andar, de acordo com a quantidade de suporte físico requerido nesta tarefa. Segundo esta

escala, a pontuação pode variar de 0 (incapaz de andar ou que necessita da ajuda de dois

terapeutas) a 5 (independente na locomoção).

Avaliação do estado cognitivo

A função cognitiva foi avaliada utilizando-se o Mini Exame do Estado Mental

(MEEM) (Anexo 05). Trata-se de uma avaliação da rápida orientação espacial e temporal,

memória imediata, atenção e cálculo, evocação tardia, linguagem e capacidade

construtiva visual. Este instrumento fornece um escore que varia de 0 a 30, de modo que,

quanto maior o escore, melhor a função cognitiva (BRUCKI et al., 2003).

5.8.2 Medidas de desfecho

Equilíbrio postural

A Escala de Equilíbrio funcional de Berg (EEB) (Anexo 06) permitiu a avaliação

do equilíbrio estático e dinâmico (MIYAMOTO et al., 2004). Esta escala tem mostrado

adequadas propriedades psicométricas para aplicação em pacientes com AVC (BLUM &

KORNER-BITENSKY, 2008).

De acordo com a EEB, cada uma das 14 atividades propostas deve receber uma

pontuação que pode variar de 0 (inabilidade para execução da atividade) a 4 (total

independência para execução da atividade), totalizando um escore final máximo de 56

pontos. Escores inferiores a 21 representam comprometimento no equilíbrio; escores

entre 21 e 40 indicam equilíbrio aceitável e escores entre 41 e 56 demonstram bom

equilíbrio (BLUM & KORNER-BITENSKY, 2008).

22

Mobilidade funcional

A mobilidade funcional foi avaliada pelo teste Timed Up and Go (TUG), tendo os

dados registrados em uma ficha específica (Apêndice 04). Este teste consiste em levantar-

se a partir da posição sentada em uma cadeira, andar por uma distância de três metros e

retornar em direção à cadeira, da forma mais rápida possível. Antes de iniciar o teste, o

paciente deve apoiar-se no encosto da cadeira e ao retornar, deve apoiar-se novamente.

Um menor tempo de realização da atividade indica melhor mobilidade, de modo que, em

idosos (de 60 a 90 anos), um tempo inferior a 10s indica independência funcional; um

tempo superior a 10s e inferior a 20s indica independência para atividades básicas da vida

diária e habilidade para subir e descer escadas sem ajuda; e um tempo superior a 30s

indica que a maioria das atividades são dependentes (PODSIADLO & RICHARDSON,

1991).

A mobilidade funcional foi também verificada a partir da análise cinemática do

movimento de giro de 180°. O instrumento utilizado para avaliação das variáveis

cinemáticas será descrito no tópico seguinte.

Variáveis cinemáticas

A obtenção das variáveis cinemáticas foi possibilitada pelo sistema de análise do

movimento - Qualisys Motion Capture System®. Este sistema baseia-se na reconstrução

tridimensional de marcadores passivos (refletivos), posicionados sobre proeminências

ósseas específicas, que delimitam os segmentos corporais. No presente estudo, foram

utilizadas oito câmeras (Qualisys Oqus 300 – Figura 01), as quais emitem e captam luz

infravermelha refletida pelos marcadores, formando imagens bidimensionais. A

combinação das imagens de pelo menos duas câmeras permite a obtenção das

coordenadas de um dado marcador e a reconstrução do movimento em três dimensões

(QUALISYS, 2006).

Foram utilizados marcadores passivos esféricos com 19mm e 15mm de diâmetro,

e os parâmetros de predição de erro e residual máximo foram estabelecidos em 15mm e

5mm, respectivamente. Os dados em imagem bidimensional foram capturados em uma

frequência de 120Hz, pelo software de aquisição Qualisys Track Manager, versão 2.6

(QTM). Os dados gerados pelo QTM foram posteriormente exportados para o software

de processamento Visual 3D (Visual3D Standard, versão 4.75.33 - C-Motion®), o qual

permite a construção de um modelo biomecânico e a obtenção de variáveis relacionadas

23

àquele modelo (C-MOTION, 2010). Neste estudo, foram obtidas variáveis espaço-

temporais da marcha e do movimento de giro de 180°, bem como as variáveis angulares

referentes às articulações do quadril, joelho e tornozelo de cada membro inferior durante

a marcha.

Figura 01. Disposição das câmeras em torno da área de coleta dos dados cinemáticos.

5.9 Procedimentos de avaliação

Previamente à coleta de dados, dois pesquisadores (estudantes de pós-graduação

em Fisioterapia), com experiência em análise cinemática e na aplicação dos instrumentos

selecionados para este estudo, foram treinados para ajuste dos procedimentos, de modo a

garantir a confiabilidade das medições. Estes pesquisadores foram responsáveis por todas

as avaliações, incluindo medidas de caracterização da amostra e de desfecho. É

importante salientar que ambos os pesquisadores se mantiveram cegos quanto à alocação

por grupo durante todo o período do estudo.

Inicialmente, os potenciais participantes eram avaliados quanto aos critérios de

inclusão do estudo no LIAM/UFRN, em dia e horário combinado conforme agendamento

prévio. Neste momento, eram esclarecidos sobre os objetivos da pesquisa e

procedimentos a serem realizados. Além disso, todos eram informados de que, durante o

período do estudo, não deveriam realizar nenhum tipo de terapia adicional para a marcha

ou que envolvesse o uso dos membros inferiores. Uma vez cientes e concordantes com a

participação no estudo, eram solicitados a assinar o TCLE.

24

Em seguida, os voluntários eram submetidos a uma abordagem geral para obtenção

dos dados clínicos, demográficos e antropométricos, sendo também obtidas as demais

medidas de caracterização da amostra. Logo após, eram avaliadas as variáveis de

desfecho. A avaliação das medidas de desfecho era sempre iniciada com a aplicação dos

testes (EEB e TUG) e finalizada com a análise cinemática. Todos esses procedimentos

eram realizados em um único dia (Dia 0), no qual os pacientes não eram submetidos ao

treinamento. Apenas as medidas de desfecho eram reavaliadas no decorrer do estudo.

Devido à maior complexidade para obtenção das medidas cinemáticas, os

procedimentos serão detalhados a seguir.

5.9.1 Análise cinemática

Para a realização da análise cinemática, os participantes eram orientados

previamente a comparecer à avaliação trajando roupas leves e calçado fechado de uso

habitual. Em seguida, vestiam um short padronizado disponibilizado pelos pesquisadores,

o qual era suspenso nas laterais por tiras de velcro para permitir a visualização de todo o

comprimento dos membros inferiores.

Após a preparação do participante, marcadores passivos eram posicionados em

pontos anatômicos (referência) e pontos de rastreamento, para que o tamanho e a posição

de cada segmento fossem definidos pelo sistema de análise de movimento. Para a

formação dos segmentos da pelve, coxa, perna e complexo tornozelo/pé, em ambos os

dimídios, foram utilizadas referências ósseas específicas, a saber: porção média da crista

ilíaca, trocânter maior do fêmur, epicôndilo medial e lateral do fêmur, maléolo medial e

lateral do tornozelo, calcâneo e cabeça do 1o e 5o metatarsos.

Marcadores de rastreamento identificam a trajetória de cada segmento durante o

movimento, por meio de (no mínimo) três marcadores (clusters), dispostos de forma não

colinear em cada segmento (CAPPOZZO, 1984). No presente estudo, o cluster da pelve

foi posicionado na base do sacro, entre as espinhas ilíacas póstero-superiores; o da coxa

e o da perna, no terço médio e face lateral de cada um desses segmentos. No complexo

tornozelo-pé, todos os marcadores de referência foram também utilizados como

marcadores de rastreamento, com exceção das marcas sobre o maléolo medial e a cabeça

do 1o metatarso (CAPPOZZO et al., 1997). O posicionamento dos marcadores seguiu a

orientação de um estudo realizado previamente no LIAM envolvendo pacientes

hemiparéticos (BRASILEIRO et al., 2015), e pode ser visualizado na Figura 02.

25

Figura 02. Representação do posicionamento dos marcadores passivos.

(A) Visão anterior; (B) Visão lateral; (C) Visão posterior.

Após o processo de calibração do sistema, feito de acordo com as recomendações

do fabricante, era capturada a coleta estática. Para isto, o participante era posicionado em

ortostatismo, estando os braços descruzados e os pés afastados, a fim de manter a

estabilidade postural, mas sem que a distância entre os pés ultrapassasse a largura dos

ombros (DUARTE & FREITAS, 2010). O participante era então solicitado a permanecer

nessa posição por três segundos, definindo a coleta estática. A coleta estática tem a

finalidade de fornecer dados para a criação do modelo biomecânico a ser aplicado para

as coletas dinâmicas.

Logo após a coleta estática, eram retiradas todas as marcas anatômicas, exceto as

do calcâneo, maléolo lateral e cabeça do 5o metatarso. Essas marcas, juntamente às

marcas de rastreamento, permaneceram para visualização dos segmentos durante as

coletas dinâmicas.

Para as coletas dinâmicas da marcha, os indivíduos eram instruídos a caminhar

em uma superfície plana por 8m, sem utilizar dispositivos auxiliares ou órteses, com uma

velocidade auto-selecionada, assumida como mais usual e confortável para cada um. O

comando para este procedimento era o seguinte: “Ande da mesma forma que o sr./sra.

costuma andar em seu dia-a-dia” (RIBEIRO et al., 2013). Foram realizadas em torno de

10 coletas dinâmicas da marcha.

26

As coletas dinâmicas relativas ao movimento de giro de 180° eram realizadas logo

após as coletas dinâmicas da marcha, considerado um pequeno intervalo para descanso

entre as duas avaliações. As coletas do movimento de giro eram realizadas iniciando com

o participante sentado em um banco, sem encosto. O paciente era instruído a levantar,

caminhar por 1,5m, circular um cone disposto à sua frente, realizar um giro de 180 e

retornar para sentar-se no banco. Este procedimento foi escolhido por ser semelhante às

atividades realizadas no teste TUG (HOLLANDS et al., 2010); contudo, como era

interesse analisar apenas o movimento de giro, algumas adaptações foram realizadas de

modo a favorecer a aquisição dos dados cinemáticos. Assim sendo, o banco utilizado não

apresentava encosto e a distância percorrida até o cone foi reduzida para 1,5m, a fim

permitir adequada visibilidade dos marcadores pelas câmeras.

Os participantes eram solicitados a executar estes movimentos na velocidade

habitual e confortável para cada um (DUVAL, LUTTIN & LAM, 2011). Antes de iniciar

as coletas dinâmicas, todos eram informados de que o giro poderia ser executado para

qualquer uma das direções, em cada uma das coletas. Foram capturadas de cinco a sete

coletas dinâmicas do giro.

5.10 Protocolo experimental

Conforme exposto anteriormente, no Dia 0, os participantes eram submetidos a

todos os procedimentos de avaliação descritos. Ao final desta avaliação inicial, os

avaliadores do estudo forneciam instruções sobre a realização de exercícios domiciliares

diários aos pacientes. Tais exercícios envolviam a transferência de peso corporal sobre o

MIP, nas direções látero-lateral e ântero-posterior, de acordo com uma de cartilha de

orientações especialmente desenvolvida para esta pesquisa (Apêndice 05). Neste

momento, também eram fornecidas orientações sobre a estimulação do MIP nas

atividades do dia-a-dia, a partir da maior descarga de peso corporal sobre esse membro

durante as atividades cotidianas.

Tais procedimentos foram incluídos como constituintes das estratégias

comportamentais, aplicadas para garantir a transferência do aprendizado quanto à

estimulação do MIP para situações da vida real (KWAKKEL et al., 2015). Considerando

que os estudos envolvendo a terapia de restrição e indução do movimento para o membro

inferior frequentemente não incluem o uso de estratégias comportamentais (RIBEIRO et

al., 2014), as estratégias utilizadas foram baseadas em exercícios e orientações simples,

27

para que o paciente pudesse assimilar o conceito da estimulação do MIP por meio da

descarga de peso aumentada neste membro.

No dia subsequente à avaliação inicial (Dia 1), os participantes foram alocados

nos grupos controle e experimental, de acordo com os procedimentos de aleatorização

descritos anteriormente. Os participantes do GC foram submetidos ao treino de marcha

em esteira, enquanto que os participantes do GE foram submetidos ao treino de marcha

em esteira associado à adição de carga ao MINP. As intervenções ocorreram durante nove

sessões (Dia 1 ao Dia 9), por duas semanas consecutivas.

Além da avaliação inicial, os participantes eram reavaliados quanto às medidas de

desfecho após quatro sessões de treinamento (Dia 4), para análise dos efeitos a curto

prazo; após nove sessões de treinamento (Dia 9), para análise dos efeitos a médio prazo;

e 40 dias após o término dos treinamentos (follow-up), para análise dos efeitos a longo

prazo (Figura 03). As reavaliações do Dia 4 e do Dia 9 eram realizadas após os

treinamentos, sendo respeitado um breve intervalo para descanso.

Figura 03. Fluxograma representativo do desenho do estudo.

AVALIAÇÃO INICIAL

Orientação dos exercícios

(Dia 0)

ALEATORIZAÇÃO

GRUPO

EXPERIMENTAL

Treino em esteira por

30 min + Adição de

carga

(Dia 1 ao Dia 9)

GRUPO

CONTROLE

Treino em esteira por

30 min

(Dia 1 ao Dia 9)

REAVALIAÇÃO

(Dia 4)

REAVALIAÇÃO

(Dia 9)

FOLLOW-UP

40 DIAS DEPOIS

28

5.10.1 Grupos do estudo

Antes de iniciar as intervenções, todos os participantes foram orientados a utilizar

calçado próprio habitual durante todo o treinamento, e aqueles que fizerem uso prévio de

órteses para o membro inferior não deveriam utilizá-las durante as sessões de treinamento.

Os terapeutas do estudo (graduandos de iniciação científica do curso de Fisioterapia da

UFRN) foram previamente treinados quanto à realização de todos os procedimentos

relativos às intervenções, a partir de um estudo piloto.

No início de cada sessão de treinamento, os participantes eram questionados quanto

à realização dos exercícios domiciliares pelos terapeutas do estudo, e era solicitado que

os pacientes executassem os exercícios propostos, permitindo a correção conforme a

necessidade. Os terapeutas também registravam na ficha de acompanhamento das sessões

(Apêndice 06) a realização ou não dos exercícios, enfatizavam a importância destes e

reforçavam as orientações sobre a estimulação do MIP.

GC – Treinamento de marcha em esteira:

Para o treinamento de marcha em esteira foi utilizado o sistema Gait Trainer (Gait

Trainer System 2 - Biodex Medical Systems®) (Figura 04), que contém uma esteira

elétrica com área para caminhada de 160 x 51cm e uma barra anterior com sensores de

bio-impedância para monitoração cardíaca. Este equipamento possibilita incrementos na

velocidade da ordem de 0,04m/s e velocidade máxima de 4,7m/s, com fornecimento de

dados em tempo real sobre a velocidade e sobre a distância percorrida. Associado à

esteira, há o sistema de suporte parcial de peso - Unweighing System, composto por um

colete acoplado a um mecanismo de suspensão do peso corporal. Contudo, como foi

objetivo do estudo realizar suporte de peso corporal nesses pacientes, o colete foi utilizado

apenas com a finalidade de proporcionar segurança e equilíbrio, sem prover nenhum

suporte (LAM et al., 2009).

No Dia 1, os participantes eram inicialmente submetidos a alguns minutos de

treinamento na esteira para familiarização, sendo orientados a segurar a barra frontal da

esteira com a mão não-parética para provimento de estabilidade (CHEN et al., 2005b). A

velocidade da esteira era selecionada como a “máxima confortável”, ou seja, a máxima

tolerada pelo indivíduo, desde que fosse mantida uma postura ereta e adequada em todo

o ciclo da marcha, sem haver compensações musculares ou fadiga (LAM et al., 2009;

RIBEIRO et al., 2013). Os participantes eram incentivados a alcançar a máxima

29

velocidade no início da sessão de treinamento, e depois de atingida tal velocidade, ela

permanecia constante durante toda aquela sessão.

Figura 04. Sistema para treinamento de marcha - Gait Trainer System 2.

A partir do Dia 2, os participantes eram encorajados a retirar o apoio da mão não-

parética sobre a barra da esteira. No dia seguinte à retirada deste suporte, os participantes

eram estimulados a aumentar a velocidade da esteira, de acordo com a tolerância de cada

indivíduo. Uma vez que a velocidade tivesse sido aumentada em um determinado dia, os

terapeutas incentivavam o aumento da velocidade no início de cada uma das sessões

subsequentes.

O fato de o aumento da velocidade ocorrer apenas após a retirada do suporte da

mão não-parética da barra da esteira reforça a preocupação com a qualidade da marcha,

uma vez que este suporte manual tem sido associado com o aumento do tempo de apoio

parético e melhora da simetria da marcha em indivíduos com AVC (CHEN et al., 2005b).

Assim sendo, somente após adquirir padrões mais simétricos e estáveis, a velocidade era

estimulada.

Os terapeutas eram também responsáveis pelo monitoramento da postura,

alinhamento corporal, posição do quadril e transferência de peso, de acordo com

demandas individuais, efetuando correções e fornecendo incentivos verbais sempre que

necessário (RIBEIRO et al., 2013). Entretanto, não era fornecida assistência manual aos

membros inferiores.

30

As sessões de treino na esteira tinham duração de 30 minutos (LAM et al., 2009),

sendo permitidos dois pequenos períodos de repouso (de aproximadamente três minutos),

não contabilizados na duração total da sessão. Nestas pausas, os terapeutas realizavam a

aferição das medidas de pressão arterial - utilizando-se um esfigmomanômetro digital de

braço (Visomat Comfort III, Incoterm®) – e frequência cardíaca, por meio de um

cardiofrequencímetro (Polar®). A frequência cardíaca, entretanto, era monitorada durante

toda a sessão, de modo a não ultrapassar os valores submáximos permitidos (75% da

frequência máxima), e para que o treinamento pudesse ocorrer mantendo-se a frequência-

alvo de 50% da frequência cardíaca máxima (BILLINGER et al., 2014).

GE – Treinamento de marcha em esteira + adição de carga ao MINP:

Os participantes do GE realizaram treinamento idêntico ao descrito para o GC;

porém, com uma carga aplicada por meio de caneleiras ao tornozelo do MINP (Figura

05).

Figura 05. Representação do posicionamento das caneleiras para o treinamento do grupo

experimental. (A) Visão anterior; (B) Visão lateral.

Nos únicos estudos que realizaram treino de marcha com adição de carga ao MINP

como forma de restrição deste membro, foram utilizados os parâmetros de 2kg para

(A)

(B)

31

mulheres e 4kg para homens, com AVC subagudo (REGNAUX et al., 2008) ou crônico

(BONNYAUD et al., 2013). Ponderando que os cálculos baseados em porcentagens do

peso corporal parecem ser mais específicos, uma vez que priorizam a individualidade de

cada sujeito, no presente estudo foi utilizada carga equivalente a 5% do peso corporal.

Esse valor foi determinado a partir de estudo piloto, selecionado por ser semelhante aos

valores utilizados previamente pelos autores supracitados, porém, respeitando as

características físicas pessoais de cada indivíduo. Lam e colaboradores (2009)

demonstraram que a carga equivalente a 5% do peso corporal, adicionada à porção média

da perna parética de indivíduos com AVC crônico, se mostrou útil em não alterar de forma

negativa o padrão de marcha desses pacientes.

O protocolo experimental desta pesquisa foi elaborado em formato de artigo

científico (Apêndice 07) e submetido à revista científica especializada. Além disso, no

período do estudo, foi desenvolvido um artigo de revisão sobre a terapia de restrição e

indução do movimento para recuperação do membro inferior após AVC, publicado em

2014 (Anexo 07).

5.11 Redução dos dados

Inicialmente, os dados cinemáticos bidimensionais captados pelo sistema

Qualisys foram processados no software QTM, no qual foram nomeados os marcadores

e selecionados os intervalos para análise. Neste programa, foi permitida a interpolação da

trajetória dos marcadores por perdas de até, no máximo, 10 frames. Além disto, para

eliminar os ruídos decorrentes da movimentação dos marcadores, foi aplicado um filtro

do tipo passa baixa, com frequência de corte estabelecida em 6Hz às trajetórias dos

marcadores (ROBERTSON & DOWLING, 2003).

Posteriormente, os dados foram exportados para o software Visual 3D para a

construção do modelo biomecânico, utilizando a posição dos marcadores na coleta

estática e os dados antropométricos (altura e peso) do indivíduo. Neste software, para

obtenção dos ângulos articulares, foi realizada a associação dos segmentos, sendo

considerada a sequência de Cardan (COLE et al., 1993). O ângulo do quadril foi gerado

pela associação dos segmentos pelve e coxa; o ângulo do joelho, pelos deslocamentos

entre a coxa e a perna; e o ângulo do tornozelo, pela união do pé virtual (criado em

laboratório) com a perna. Os deslocamentos angulares do quadril, joelho e tornozelo

foram representados em porcentagem no decorrer do ciclo de marcha (0% a 100%).

32

Os ciclos de marcha selecionados para análise excluíram o primeiro e os últimos

dois passos (REGNAUX et al., 2008). Para delimitar o início e do fim do ciclo, foram

definidos, para cada membro inferior, dois eventos consecutivos de contato inicial

(momento em que o pé toca no solo) e dois eventos de retirada do pé do solo - ou toe-off,

obtidos manualmente por análise visual. O contato inicial foi determinado pela

observação dos marcadores inseridos no calcâneo ou na cabeça do 5º metatarso. Para o

toe-off, a definição foi feita por meio do marcador inserido na cabeça do 5º metatarso. Os

eventos foram determinados baseados na representação gráfica desses marcadores no eixo

Z (vertical) (MICKELBOROUGH et al., 2000).

O movimento de giro de 180° foi considerado da seguinte forma: era iniciado a

partir do contato inicial relativo ao primeiro passo (logo após o participante levantar-se

do banco), sendo finalizado no toe-off do pé que realizou o último passo em linha reta

(imediatamente antes do girar para sentar-se). Essa estratégia foi utilizada para que,

embora o giro estivesse dentro da atividade de marcha, apenas o movimento do giro fosse

considerado, semelhante ao que ocorre, por exemplo, no protocolo padronizado para

avaliação do desempenho do giro de 180° utilizando-se equipamento específico (FARIA

et al., 2009). Os eventos de contato inicial e retirada do pé do solo foram determinados

de acordo com os critérios descritos previamente para as coletas dinâmicas da marcha.

A partir da delimitação dos eventos de contato inicial e retirada do pé do solo

pôde-se obter a medida das variáveis espaço-temporais e angulares relacionadas ao passo,

em ambos os membros inferiores. Vale salientar que apenas os ciclos mais homogêneos

(ou seja, nos quais não houve interrupção da marcha) foram selecionados para análise,

com uma média de quatro ciclos para o movimento de giro e cinco ciclos para a marcha.

Para o movimento de giro, foram investigadas as variáveis espaço-temporais relativas à

passada, de modo a fornecer dados sobre a performance do giro. Para a marcha, foram

analisadas as variáveis espaço-temporais, sobretudo as relativas ao passo parético e não-

parético. Além destas, foram analisados os deslocamentos angulares (°) das articulações

do quadril, joelho e tornozelo do MIP e MINP no plano sagital (BONNYAUD et al, 2013;

REGNAUX et al., 2008).

5.12 Análise dos dados

A análise dos dados foi realizada por um avaliador mascarado quanto à alocação

dos participantes nos grupos, utilizando-se o software Statistical Package for the Social

33

Sciences (SPSS, IBM®, USA) para Windows (versão 20.0). Todas as análises dos artigos

que compõem os resultados deste estudo foram elaboradas utilizando-se o SPSS, com

nível de significância atribuído em 5% para todas as variáveis estudadas.

Considerando-se as diferentes análises realizadas em cada artigo, as

particularidades serão descritas separadamente.

Análise do artigo 01:

A normalidade dos dados foi verificada aplicando-se o teste de Kolmogorov-

Smirnov com correção de Lilliefors. Testes não-paramétricos (Mann-Whitney e Qui-

Quadrado) foram utilizados para comparar variáveis quantitativas e frequências entre os

grupos (experimental e controle) na avaliação inicial. Análise de variância (ANOVA)

two-way com medidas repetidas foi usada para comparar valores e variações das medidas

de desfecho, comparando-se a primeira e a última sessão de treinamento (efeitos a médio

prazo) e entre os grupos experimental e controle. Alguns desfechos também foram

comparados entre os grupos dentro de cada sessão de treinamento, porém utilizando-se

testes t para amostras independentes. Por fim, análises bivariadas (testes de correlação de

Pearson e Spearman) e multivariadas (regressão linear múltipla) foram utilizadas para

identificar se alguma variável do estudo poderia influenciar a velocidade final da marcha

(desfecho primário). Somente foram incluídas na análise multivariada aquelas variáveis

que apresentaram associação com a velocidade final da marcha na análise bivariada (P<

0,15).

Artigo 02:

A normalidade dos dados foi verificada aplicando-se o teste de Kolmogorov-

Smirnov com correção de Lilliefors. Testes não-paramétricos (Mann-Whitney e Qui-

Quadrado) foram utilizados para comparar variáveis quantitativas e frequências entre os

grupos na avaliação inicial. Para as variáveis de desfecho, foram analisados efeitos a

médio e longo prazo. Foi aplicada a ANOVA two-way com medidas repetidas,

considerando medidas temporais (baseline, post-training e follow-up) como fator intra-

sujeitos e os grupos (experimental e controle) como fator entre sujeitos. O ajuste de

Bonferroni foi considerado para múltiplas comparações (post hoc). A análise da intenção

de tratar foi realizada para aqueles que não concluíram todas as avaliações, utilizando a

última avaliação disponível para representar os dados perdidos. Médias e intervalos de

confiança (95%) foram calculados para todos os desfechos.

34

Artigo 03:

A normalidade dos dados foi verificada aplicando-se o teste de Shapiro-Wilk, e

como alguns dados não apresentaram distribuição normal, o teste de Mann-Whitney foi

utilizado para comparar os grupos na avaliação inicial. Para as variáveis de desfecho,

foram analisados efeitos a curto, médio e longo prazo. Foi aplicada a ANOVA two-way

com medidas repetidas, considerando medidas temporais (baseline, mid-training, post-

training e follow-up) como fator intra-sujeitos e os grupos (experimental e controle) como

fator entre sujeitos. O ajuste de Bonferroni foi considerado para múltiplas comparações

(post hoc). A análise da intenção de tratar foi realizada para aqueles que não concluíram

todas as avaliações, utilizando a última avaliação disponível para representar os dados

perdidos. Médias, desvios-padrão e intervalos de confiança (95%) foram calculados para

todos os desfechos.

35

6 RESULTADOS E DISCUSSÃO

36

A seção de resultados e discussão será apresentada por meio de três artigos científicos

elaborados a partir dos dados coletados neste estudo.

O artigo 01 é intitulado “Is there influence of the load addition during treadmill

training on cardiovascular parameters and gait performance in patients with

Stroke? A randomized clinical trial.” Após as considerações da banca examinadora, este

artigo será submetido à apreciação pela revista NeuroRehabilitation, que atualmente possui

Qualis A1 segundo a Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior

(CAPES) para a área 21 (Educação Física, Fisioterapia, Fonoaudiologia e Terapia

Ocupacional), com fator de impacto 1.124.

O artigo 02 tem como título “Effects of treadmill training with load addition on

non-paretic lower limb on gait parameters after stroke: a randomized controlled

clinical trial.” Este artigo será submetido, após os ajustes sugeridos pela banca examinadora,

à revista científica Gait & Posture, que atualmente apresenta Qualis A1 na CAPES para a

área 21 e fator de impacto 2.752.

O artigo 03 é intitulado “Effects of Treadmill Training with Adding Load on

Measurements of Functional Mobility and Postural Balance in Subjects with Stroke: A

Randomized Controlled Trial.” Este artigo será submetido, após as considerações da banca

examinadora, ao periódico Archives of Physical Medicine and Rehabilitation, que, segundo

a última avaliação da CAPES, apresenta Qualis A1 para a área 21, com fator de impacto

2.565.

37

6.1 Artigo 01

Is there influence of the load addition during treadmill training on cardiovascular

parameters and gait performance in patients with Stroke? A randomized clinical

trial

Tatiana Souza Ribeiroa*, Tállyta Camila Chaves da Silvaa, Renata Carlos Felipea, Emília

Márcia Gomes de Souza e Silvaa, Matheus Oliveira Lacerda,a Ana Paula Spaniol,a Ana

Raquel Rodrigues Lindquista.

a Department of Physical Therapy, Federal University of Rio Grande do Norte, Natal,

Brazil.

*Corresponding author: Tatiana Souza Ribeiro, Department of Physical Therapy, Federal

University of Rio Grande do Norte, Av. Senador Salgado Filho, Post office box: 1524,

Natal, RN, Brazil. Zip Code: 59072-970, Tel: +55(84)3342-2010; Fax: +55(84)3342-

2010; Email: [email protected]

38

ABSTRACT

BACKGROUND: Although exercises involving both lower limbs are indicated for

aerobic training, stroke patients have shown expressive asymmetry between the paretic

and non-paretic lower limb (NPLL). Performing activities that stimulate the paretic limb

during aerobic exercise may optimize training results.

OBJECTIVE: To evaluate if there is influence of load addition on NPLL during

treadmill training on cardiovascular parameters and gait performance of subacute stroke

patients.

METHODS: 38 stroke subjects with gait deficits were randomized into experimental

group, which underwent treadmill training with a mass attached on NPLL, and control

group, which underwent only treadmill training. Interventions lasted 2 weeks (9 sessions).

Main outcomes were heart rate, arterial blood pressure, gait speed and distance covered.

Assessments occurred at rest, 10th and 20th minutes of the session and immediately after

each session.

RESULTS: There was improvement in speed and walking distance in both groups. All

cardiovascular parameters had showed no changes compared to 1st and 9th sessions and

there were no differences between groups within each session.

CONCLUSIONS: Load addition on NPLL did not alter cardiovascular parameters and

gait training provide better gait performance of subacute stroke patients, which indicates

this therapy can be considered useful and safe for these patients.

Keywords: Gait, aerobic exercise, cardiovascular system, rehabilitation.

39

1. Introduction

Cardiovascular diseases and stroke produce significantly health and economic

globally burdens, even though are strongly associated with modifiable risk factors, such

as hypertension, diabetes mellitus, high blood cholesterol, physical inactivity, obesity and

tobacco smoking (Lennon, Carey, Gaffney, Stephenson, & Blake, 2008; Mozaffarian et

al., 2015). Although stroke rate remain alarmingly high in low and middle-income

countries, especially in Latin America, studies have shown a decrease in stroke incidence

in the last few years (Lavados et al., 2007; Del Brutto & Del Brutto, 2013). This reduction

can be related to a more effective control of risk factors and the improvement of quality

of health care, since this is the trend observed in developed countries (Copstein,

Fernandes & Bastos, 2013).

Since physical inactivity has been attributed as the second leading risk factor for

stroke, according to a multinational case-control study (O’Donnell et al., 2010), exercise

programs have been strongly recommended for individuals who suffered stroke (Billinger

et al., 2014). Stroke survivors have shown low levels of activity, mainly due to disability

and co-morbidities, which lead to a sedentary lifestyle and consequently a low endurance

for exercise, with early and persistent decline in aerobic capacity (Stoller, de Bruin, Knols

& Hunt, 2012; Billinger et al., 2014). Impaired aerobic capacity has been associated with

limited activities of daily living and loss of independence (Saltychev, Sjögren, Bärlund,

Laimi, & Paltamaa, 2015), thus aggravating a vicious cycle of physical inactivity and

functional decline (Pang, Charlesworth, Lau, & Chung, 2013). Furthermore, after stroke,

abnormalities of heart rate (HR) and blood pressure are commonly observed, which may

be caused by high activity of the sympathetic nervous system - a cardiac autonomic

dysregulation linked to the stroke (Raimundo et al., 2013). This autonomic imbalance can

be reduced by aerobic activity (Katz-Leurer & Shochina, 2007). Physical inactivity,

40

however, worsens the cardiovascular status, contributing to atherosclerotic processes and

increased arterial stiffness after stroke, which results are increased arterial wall stress and

left ventricular afterload and reduced coronary and peripheral perfusion pressure (Tang

et al., 2014).

Studies have shown that aerobic exercise improve cardiovascular parameters

(Cardiac risk score, HR recovery, systolic blood pressure) (Potempa et al., 1995; Lennon,

Carey, Gaffney, Stephenson, & Blake, 2008; Jin, Jiang, Wei, Chen, & Ma, 2013) and

cardiovascular fitness (O2 consumption - VO2, Peak VO2, 6-Minute Walk Test) after

stroke (Macko et al., 2005; Lennon, Carey, Gaffney, Stephenson, & Blake, 2008;

Toledano-Zarhi, Tanne, Carmeli, & Katz-Leurer, 2011; Jin, Jiang, Wei, Chen, & Ma,

2013) and it also improves gait, balance, functional mobility and function of the lower

limbs of these patients (Duncan et al., 1998; Macko et al., 2005; Letombe et al., 2010;

Globas et al., 2012). Treadmill training is one of the most popular forms of aerobic

exercise used in poststroke rehabilitation. It allows the practice of exercise in standing

posture - which also can be facilitated by the use of body weight support -, and it has been

suggested as being more effective than other kind of exercises to improving aerobic

capacity of stroke survivors (Saltychev, Sjögren, Bärlund, Laimi, & Paltamaa, 2015).

Treadmill also allows repetitive gait practice at high speeds, being able to provide

increased maximum gait speed in stroke patients (Pang, Charlesworth, Lau, & Chung,

2013).

Although exercises involving both lower limbs are indicated for aerobic training

(as leg ergometry and treadmill), stroke patients have shown expressive weight bearing

asymmetry in orthostatic position, with more weight being sustained by the non-paretic

lower limb (NPLL) (Genthon et al., 2008). This asymmetric pattern still remains while

exercises and performing functional tasks, and it has been observed a greater force and

41

work generation by NPLL, even in activities performed in sitting position, as in cycle

ergometers (Sibley, Tang, Brooks, Brown, & McIlroy, 2008; Billinger, Guo, Pohl, &

Kluding, 2010). Therefore, performing tasks that simultaneously stimulate the use of

paretic lower limb (PLL) and promote aerobic activity may optimize the training results

(Sibley, Tang, Brooks, Brown, & McIlroy, 2008).

Using constraint-induced movement paradigm to increase PLL involvement and

thus to improve motor control and gait, Regnaux and co-workers (Regnaux et al., 2008)

proposed load addition during treadmill training in subacute stroke patients. With an

external mass attached around non-paretic ankle, patients walked on the treadmill for 20

minutes, exhibiting as immediate effect improvement in several gait parameters, such as

increased gait speed and weight bearing on the PLL, as well as improved angular

kinematic of the PLL. Despite promising results, use of load as a restraint of non-paretic

limb movement in stroke patients has not been extensively researched, with only one

similar study identified (Bonnyaud et al., 2013), which had also evaluated the immediate

effects and did not investigate the cardiovascular impact of this training.

Studies have shown that aerobic training should be initiated in the early poststroke

stages, have been found to be safe and feasible in the sub-acute stage (Letombe et al.,

2010; Stoller, de Bruin, Knols & Hunt, 2012). However, load addition appears to be a

factor potentially capable to increase cardiovascular demands for these patients,

considering the greater effort that the patient must take to overcome the resistance and

move the NPLL, relying on weak limb. Therefore, it is necessary to evaluate whether

there is influence of load addition on cardiovascular parameters after long-term treadmill

training, and whether this training can be useful to improve gait performance in subacute

stroke patients.

42

2. Methods

2.1 Design

This is a prospective randomized trial, according to CONSORT

recommendations, performed at the Laboratory of Intervention and Analysis of

Movement of the Federal University of Rio Grande do Norte, Brazil.

2.2 Participants

Subjects with stroke on subacute stage (until 1 year from the onset of stroke)

(Regnaux et al., 2008), aged between 21 and 70 years, had to walk independently for 10

meters - with gait speed classified as slow or moderate (Bowden, Balasubramanian,

Behrman, & Kautz, 2008) – and be able to understand simple motor commands.

Participants had stable heart conditions (no uncontrolled cardiac diseases) and were able

to maintain blood pressure values - systolic and diastolic values below, respectively, 200

mmHg and 110 mmHg (Balady et al., 1998) - before, during or after training, and

submaximal heart rate above the allowed values during training (75% of HR, calculated

using the formula: [HRsubmaximal = 0.75 x (220 - age)]) (Fox III, Naughton, & Haskell,

1971).

2.3 Assessment instruments

Sociodemographic, clinical and anthropometric data were collected and registered

in an identification form. Body mass index was obtained from a calibrated digital

weighing scale and a stadiometer. In addition, neurological status was evaluated by the

protocol of National Institute of Health (NIH Stroke Scale - NIHSS - Montaner &

Alvarez-Sabin, 2006) and the gait ability was assessed by the Functional Ambulatory

Category (FAC - Mehrholz, Wagner, Rutte, Meißner, & Pohl, 2007).

43

As outcome measures, gait speed and distance covered were obtained from

treadmill monitor used to training (Gait Trainer System 2 - Biodex Medical Systems, NY,

USA). Cardiovascular parameters (arterial blood pressure - ABP - and HR) were

evaluated by a calibrated digital sphygmomanometer (Fisomat Confort III®) and by a HR

monitor watch (Polar Care®). Sphygmomanometer was positioned on the non-paretic

arm, and the sensor and transmitter of HR monitor was placed around the chest (precordial

area) of the patients. The receiver of HR monitor was kept with the therapist.

2.4 Procedures

Randomization sequence was computer-generated in randomized blocks, which

allowed the aleatory distribution of the subjects in control and experimental groups.

After obtaining informed consent, participants were submitted to baseline

assessment using characterization sample and outcome measures, on first day (Day 0).

The following day (Day 1), and until the last day (Day 9), participants performed

treadmill gait training (control group) or treadmill gait training + load addition on NPLL

(experimental group). Training program has occurred during two consecutive weeks, with

nine training sessions (Days 1 to 9). In addition, on Day 0, participants were instructed to

perform load discharge exercises every day at home, so that patients could stimulate the

PLL even during activities outside the laboratory, according to the concepts of constraint-

induced movement therapy.

2.5 Intervention

Training sessions consisted of 30-minute treadmill training. All the participants

were encouraged to use their usual footwear during the training, and no patients wore gait

orthosis.

44

Patients used a harness for stabilization (without unweighting) while walked on a

treadmill. On Day 1, patients should hold on treadmill front bar with the non-paretic hand,

being encouraged to remove this support in subsequent days. The speed of the treadmill

was the highest comfortably tolerated by the patient (Ribeiro et al., 2013), which could

be increased in the beginning of each new therapy session, since the patient has removed

the support of treadmill bar. Previously trained therapists assisted the patients during

trainings, allowing two breaks for rest (about three minutes each break), at the 10th and

20th minute, which were not included in the session duration. During the breaks, ABP

and HR were recorded by therapists, which also monitored HR throughout the session so

that training could occur to 50% of HR maximal (HR target) (Billinger et al., 2014).

Experimental group performed this training (equal to control group), but using a

mass placed around the non-paretic ankle, with load equivalent to 5% of the body weight

of each participant. All the participants were asked to do not practice any kind of extra

therapy for lower limbs during the study period.

2.6 Outcome measures

Gait speed and distance covered on treadmill were recorded from treadmill

monitor at the end of each training session. Cardiovascular parameters (ABP and HR)

were registered before starting the training (resting), at the 10th and 20th minutes of

training and immediately after training, in each session. Other cardiovascular variables

were obtained from ABP and HR. Mean arterial pressure (MAP) was calculated according

to formula: MAP = [(2 x diastolic blood pressure) + systolic blood pressure] / 3 and HR

reserve was determined by the following formula: HR reserve = HR maximal – HR

resting. HR maximal was considered as age-predicted maximal HR (HRmax = 220 - age),

45

including for HR target calculation (HR target = 50% HRmax) and for percent of HR

maximal (for example, at rest: %HRmax at rest = (HR resting / HRmax) * 100.

2.7 Statistical analysis

Data analysis was performed by a blinded researcher to group allocation, using

the Statistical Package for the Social Science (SPSS, IBM®, USA), version 20.0. All

statistical tests were completed with α level set at .05.

Kolmogorov-Smirnov test with Lilliefors correction was used to assess data

normality. Inferential statistics were executed using Mann-Whitney U test and Pearson´s

chi-squared test to compare quantitative variables and frequencies between groups at

baseline. Two-way analysis of variance with repeated measures was used to compare

values and changes of cardiovascular parameters and gait performance, considering the

first and the last day of training, between control and experimental groups. To compare

MAP and HR values between groups in each session (at rest, 10th and 20th minutes and

immediately after training), were applied Independent t tests. Finally, bivariate (Pearson´s

and Spearman´s correlation test) and multivariate analysis (Linear Regression) were

performed to identify if some researched variable could influence treadmill gait speed

after training. Only entered in the multivariate analysis those variables that presented P

value less than .15 on bivariate analysis.

2.8 Ethical procedures

The project of this study was approved by the Research Ethics Committee of

Federal University of Rio Grande do Norte under protocol number 488.293/2013 and was

registered as a clinical trial on Protocol Registration System of ClinicalTrials.gov

(NCT02113098).

46

3. Results

Thirty-eight stroke individuals participated of this study (23 men and 15 women),

with mean age of 56.5 years (± 10.0 years) and mean time since stroke of 4.5 months (±

3.3 months), the majority affected by ischemic stroke (84% of cases). At the study time,

20 patients (11 of experimental group and 9 of control group) informed that they were not

practicing physical therapy and any other type of regular physical activity.

The groups did not differ in terms of sociodemographic, clinical and

anthropometric data at baseline, except for respiratory rate, demonstrating that both

groups were similar before interventions (table 1).

No individual was excluded from the study according to established criteria, and

only two have not completed the nine training sessions (voluntary withdrawal). No

adverse events were reported (hospitalizations, deaths, sudden illness, chest pain or new

episodes of stroke) during training period. Of the 38 patients, nine (4 of experimental and

5 of control group) have had increased break duration, at the 10th and/or 20th minute of

training session, in order to regulate HR or ABP; 37 were using antihypertensive drugs,

and 9 reported use of Beta-Blockers. Patients were trained to 50% HRmax, reaching mean

values of 47.9 beats per minute - bpm (49.8 bpm to experimental and 45.9 bpm to control

group).

47

Table 1. Sociodemographic, clinical and anthropometric data of experimental

(n=19) and control (n=19) groups at baseline (Day 0).

Variables Experimental Control P

Men / Women 13 / 6 10 / 9 .507

Ischemic stroke /

Haemorragic stroke

14 / 5 18 / 1 .182

Age [years] 57.0

(52.0 – 63.0)

60.0

(47.0 – 66.0)

.342

Time since stroke [months] 3.0

(1.0 – 7.0)

3.0

(2.0 – 7.0)

.353

BMI [Kg/m2] 27.3

(22.9 – 28.7)

26.4

(24.9 – 30.8)

.511

HR resting [beats/min] 84.0

(75.0 – 90.0)

71.0

(63.0 – 86.0)

.093

RR resting [breaths/min] 18.0

(16.0 – 20.0)

20.0

(20.0 – 22.0)

.024*

NIHSS score 2.0

(1.0 – 4.0)

3.0

(1.0 – 4.0)

.679

FAC score 3.0

(3.0 – 5.0)

3.0

(3.0 – 4.0)

.939

Data are expressed as case frequency or median (25th – 75th percentile).

Abbreviations: BMI, body mass index; HR, heart rate; RR, respiratory rate; NIHSS,

National Institute of Health Stroke Scale; FAC, Functional Ambulatory Category.

For outcome measures, changes of gait variables and cardiovascular parameters

observed on the first and the ninth training session were analyzed, according to study

groups (Table 2).

48

Table 2. Cardiovascular parameters, distance covered on treadmill and treadmill gait speed of experimental and control groups, at

rest (Pre) and immediately after training (Post) of the first (Day 1) and ninth (Day 9) training sessions.

Data are expressed as mean or mean (95% confidence interval).

* Significant difference between Day 1 change and Day 9 change in experimental group (P < .001);

** Significant difference between Day 1 change and Day 9 change in control group (P < .001).

Variables

Experimental (n = 19) Experimental (n=18) Control (n = 19) Control (n = 18)

Day 1

Pre

Day 1

Post

Day 1

Change

Day 9

Pre

Day 9

Post

Day 9

Change

Day 1

Pre

Day 1

Post

Day 1

Change

Day 9

Pre

Day 9

Post

Day 9

Change

SBP

[mmHg]

141.1 142.6 1.5

(-3.7 to 6.8)

138.0 143.8 5.8

(.9 to 10.7)

139.3 141.4 2.1

(-5.4 to 9.6)

131.9 137.3 5.4

(-1.7 to 12.5)

DBP

[mmHg]

80.9 79.2 -1.7

(-5.9 to 2.5)

77.7 74.7 -3.0

(-15.8 to 9.8)

77.9 77.2 - .7

(-3.7 to 2.4)

74.0 81.1 7.1

(-1.7 to 15.9)

HR

reserve

[bpm]

-- -- 82.5 -- -- 79.8 -- -- 85.6 -- -- 87.1

% HRmax 49.8 53.0 3.2

(.7 to 5.7)

51.5 54.7 3.2

(.8 to 5.6)

46.7 48.4 1.7

(.2 to 3.2)

48.8 50.7 1.9

(-.3 to 4.2)

Distance

covered

[m]

0 261.1 261.1*

(210.7 to 311.5)

0 493.9 493.9*

(399.9 to 587.9)

0 258.8 258.8**

(210.6 to 307.1)

0 534.1 534.1**

(422.6 to 645.6)

Treadmill

gait speed

[m/s]

0 .15 .15*

(.12 to .18)

0 .28 .28*

(.22 to .33)

0 .15 .15**

(.12 to .17)

0 .29 .29**

(.23 to .35)

49

Abbreviations: SBP, systolic blood pressure; DBP, diastolic blood pressure; HR reserve,

reserve heart rate; bpm, beats per minute; % HRmax, percent of age-predicted maximal

heart rate.

According to Table 2, there was no significant statistical difference between

groups when comparing changes of SBP, DBP, HR reserve and percent of HR maximal

of the Day 1 and Day 9 (SBP: P = .871, F = .027; DBP: P = .257, F = 1.33; HR reserve:

P = .473, F = .527; %HRmax: P = .872; F = .026). However, there was a significant

statistical difference when comparing changes of distance covered on treadmill of the Day

1 and Day 9 (P < .001, F = 81.915), without statistical difference between groups (P =

.683, F = .170). In addition, was observed a statistical difference when comparing changes

of treadmill gait speed of the Day 1 and Day 9 (P < .001, F = 93.011), but no difference

between groups (P = .903, F = .015).

In relation to MAP and HR values at each time of the session (at rest, 10th and

20th minutes and immediately after training), by comparing the groups in each of these

moments, there was no significant statistical difference for both variables. Mean values

of MAP at the four moments of each session to experimental and control groups are

shown in Figure 1. Mean values of HR at the four moments of each session to

experimental and control groups are shown in Figure 2.

Bivariate analysis indicated correlations between several independent variables

and treadmill gait speed after training sessions (Day 9). However, multiple analysis model

showed that only initial treadmill gait speed (Day 1), in addition to systolic and diastolic

blood pressure could influence treadmill gait speed on Day 9, being able to explain 65%

of this variation (Table 3).

50

Figure 1. Mean values of Mean Arterial Pressure at rest (pre), at 10th minute of training (10th), at 20th minute of training (20th)

and at the end of training (post), in each session, for experimental and control groups.

51

Figure 2. Mean values of Heart Rate at rest (pre), at 10th minute of training (10th), at 20th minute of training (20th) and at the end of

training (post), in each session, for experimental and control groups.

52

Table 3. Bivariate and multivariate analysis between independent variables and

treadmill gait speed after training sessions.

TGaitSpeedpost9

Pearson / Spearman

Correlation

P < .15

Linear

Regression

R2= .65

Variables r P ß P

Age -.31 .08* -.001 .51

NIHSS score -.62 < .001* -.004 .50

FAC score .42 .01* .014 .34

SBPpost1 -.33 .05* -.001 .22

SBPchange1 -.29 .09 -.002 .01**

DBPpost9 -.40 .02* -.002 .02**

%HRmaxpost1 -.33 .06 -.001 .36

%HRmaxchange1 -.29 .09 -.002 .42

%HRmaxpost9 -.36 .03* -.002 .09

%HRmaxchange9 -.42 .01* -.005 .07

HRreserve1 .32 .06 .001 .35

HRreserve9 .33 .05* .001 .11

TGaitSpeedpost1 .73 < .001* 1.58 < .001**

*significantly correlation. ** significantly association in multiple model.

Abbreviations: TGaitSpeedpost9, treadmill gait speed on Day 9 posttraining; BMI, body

mass index; NIHSS, National Institute of Health Stroke Scale; FAC, Functional

Ambulatory Category; SBPpost1, systolic blood pressure on Day 1 posttraining;

SBPchange1, change of systolic blood pressure on Day 1; SBPpre9, systolic blood

pressure on Day 9 pretraining; DBPpost9, diastolic blood pressure on Day 9 posttraining;

%HRmaxpre1, percent of maximal heart rate on Day 1 pretraining; %HRmaxpost1,

53

percent of maximal heart rate on Day 1 posttraining; %HRmaxchange1, change of percent

of maximal heart rate on Day 1; %HRmaxpost9, percent of maximal heart rate on Day 9

posttraining; %HRmaxchange9, change of percent of maximal heart rate on Day 9;

HRreserve1, reserve heart rate on Day 1; HRreserve9, reserve heart rate on Day 9;

TGaitSpeedpost1, treadmill gait speed on Day 1 posttraining.

4. Discussion

The load addition on NPLL of stroke patients during treadmill gait training did

not promote changes in cardiovascular parameters analyzed, and was able to improve gait

performance of these patients, as evidenced by increased gait speed and distance covered

on treadmill. Similar results were observed for the group that practiced treadmill gait

training without loading.

About 77% of individuals with stroke are sedentary or have low physical activity

levels, according to an Australian national study (Senes, 2006). This fact is supported by

our study, in which more than half of the participants did not practice regular physical

activity or physical therapy, so, it was observed moderately elevated basal respiratory

rates in both groups. In a recent meta-analysis, Pang and colleagues (Pang, Charlesworth,

Lau, & Chung, 2013) recommended that patients with mild to moderate stroke and low

cardiovascular risk to the exercise should be encouraged to practice a basic routine of

aerobic exercises (40-50% of HR reserve - progressing to 60-80%, 3-5 days a week for

20-40 minutes). According to Stoller and co-workers (Stoller, de Bruin, Knols, & Hunt,

2012), cardiovascular exercise protocols should be implemented in stroke rehabilitation

at the subacute phase, about 2 to 14 weeks post-stroke, since the program conventional

physiotherapy often do not promote cardiovascular stress sufficient to induce a training

effect.

54

Studies (Katz-Leurer & Shochina, 2007; Toledano-Zarhi, Tanne, Carmeli, &

Katz-Leurer, 2011; Mattlage, Ashenden, Lentz, Rippee, & Billinger, 2013; Wang et al.,

2014) performed aerobic training early after stroke (acute and subacute phase), but did

not show changes in cardiovascular parameters (HR, HR at rest and during exercise, Peak

HR, SBP and DBP at rest and during exercise). In this study, training protocol was

established to ensure cardiovascular safety. For this, individuals were trained at 50% of

HR maximal, 30 minutes per day and 5 times a week, according to the recommendations

of the American Heart Association / American Stroke Association (Billinger et al., 2014).

Moreover, breaks to rest and HR/ABP normalization were allowed each 10 minute of

training session.

The absence of cardiovascular changes after interventions, especially for the

experimental group - which used load equivalent to 5% of body weight in addition to

treadmill aerobic training - confirms the safety of this training protocol. Blood pressure

(SBP and DBP) remaining stable after interventions (Table 2) and MAP did not exhibited

significant differences between groups at each time of the session (at rest, 10th and 20th

minutes and immediately after training – Figure 1). Although almost all patients were

taking several antihypertensive medications, the maximum effect of these drugs occurs

in the resting condition (Potempa et al., 1995); so, MAP decompensations should be

expected during and after an intensive treadmill training with loading addition. In relation

to HR, stroke patients tend to have lower HR variability, on the contrary to what occurs

with healthy trained subjects, showing less adaptation of the autonomic nervous system

after stroke (Katz-Leurer & Shochina, 2007; Raimundo et al., 2013). In actual study, we

do not investigate HR variability (which involves complex calculations and analysis), but

we found stability of HR maximal after interventions (Table 2) and a similar behavior of

HR between groups at each time training session (Figure 2). Furthermore, no adverse

55

events were observed. All patients completed study protocol and only nine have had an

increased break duration in order to regulate HR or ABP. Taken together, these data

indicates the cardiovascular safety of proposed protocol.

Katz-Leurer and colleagues (Katz-Leurer, Shochina, Carmeli, & Friedlander,

2003), Tang and co-workers (Tang et al., 2009) and Billinger and co-workers (Billinger,

Mattlage, Ashenden, Lentz, & Harter, 2012) found improvements in some cardiovascular

variables after aerobic training in subacute stroke patients (HR at rest, Peak HR and SBP

at rest). At this time, the duration of these trainings should be considered – 2-4 weeks

(Tang et al., 2009) and 8 weeks (Katz-Leurer, Shochina, Carmeli, & Friedlander, 2003;

Billinger, Mattlage, Ashenden, Lentz, & Harter, 2012). It has been suggested that a

training period less than 6 weeks is probably insufficient to promote cardiovascular

changes in stroke patients, since the adaptations of the cardiovascular system begin to be

expected only after 2 to 6 weeks of training, including a several-weeks adaptation, which

is recommended for untrained subjects (Globas et al., 2012). Therefore, beneficial

cardiovascular changes were not expected in this study, which has lasted only 2 weeks.

Despite this fact, applied training protocol resulted in better gait performance,

reflected by an improved gait speed and distance covered on treadmill. A number of

studies have shown improved speed and distance walking after aerobic exercise using

treadmill in stroke patients (da Cunha et al., 2002; Katz-Leurer, Shochina, Carmeli, &

Friedlander, 2003; Eich, Mach, Werner, & Hesse, 2004; Macko et al., 2005; Globas et

al., 2012). In the present study, subjects were asked to walk on treadmill with the highest

speed comfortably tolerated, which could be further increased in each new therapy

session, and this must have contributed to the gains over the trainings. A systematic

review evidence show that fitness training reduces disability after stroke, probably due to

improved mobility, with strong recommendation to incorporate this training within stroke

56

rehabilitation programs to improve speed and walking tolerance (Saunders, Sanderson,

Brazzelli, Greig, & Mead, 2013). These authors also stated that “participation in

repetitive, task-related fitness training may have functional benefits even if fitness is not

improved.”

In this study, multivariate analysis pointed out that improvement of gait speed

after interventions was mainly influenced by initial gait speed (on Day 1) and by changes

of SBP and DBP. Gait speed in the first session is the previous walking speed of the

patient, which reflects the functional status of that individual at the beginning of

intervention. Other variables such as NIHSS and FAC scores could also indicate

functional status, but initial gait speed had a strongest effect on final gait speed, according

to the linear regression model. Indeed, gait speed has been shown a robust indicative of

functional capacity and general health status, also being considered as a predictive

measure of a variety of outcomes, including response to rehabilitation (Middleton, Fritz,

& Lusardi, 2015). Accordingly, our findings indicate that the more functional the patient

is at the beginning of intervention, i.e., the higher his/her initial speed, the greater his/her

response to the treatment, with a greater capacity to progress by increasing gait speed

until the end of intervention.

Changes of systolic and diastolic blood pressure, although not statistically

significant, also contributed to the increased gait speed after interventions. A possible

explanation for this is that exercise-mediated blood pressure reduced is accompanied by

a decrease in peripheral vascular resistance, with a consequent increase of blood flow to

the muscles (Billinger, 2010), increasing muscular capacity to develop more workload,

which can have culminated in improvement of gait speed. Potempa and co-workers

(Potempa et al., 1995) found improvements of systolic blood pressure response to

exercise and workload after aerobic training in hemiparetic stroke patients. Studies

57

indicate that aerobic exercise leads patients to a significantly increase workload, and this

gain is even greater than that seen in cardiorespiratory parameters, as VO2, ABP and HR

(Potempa et al., 1995; Katz-Leurer & Shochina, 2007). Improved workload reflects a

better motion efficiency, which as well as the functional capacity, can also enable better

response to treatment.

Load addition on NPLL was not a stress factor of cardiovascular conditions in

patients with subacute stroke, improving gait performance similar to group that performed

intensive training on a treadmill without loading. The short training duration may have

implicated on absence of differences between groups. As study limitations, the outcomes

were not assessed blinded to treatment group. Therefore, it have not been investigated

variables related to oxygen consumption, which could provide important data on energy

expenditure of the proposed protocol, compared to treadmill training alone. It is suggested

that future studies could analyze these variables and with longer training duration, to

induce beneficial changes in the cardiovascular parameters and identify whether there is

superiority of one group relative to another.

5. Conclusion

Treadmill gait training with load addition on NPLL did not influence

cardiovascular parameters in patients with subacute stroke, but promoted improvements

in gait performance of these individuals. Therefore, load addition has proven safe to be

applied in the subacute stages after stroke, obtaining similar results to intensive training

on a treadmill without loading regarding to cardiovascular parameters, gait speed and

distance covered on treadmill. Further studies with longer duration of training may

highlight potential differences in these variables arising from the NPLL restraint by

loading use.

58

Declaration of Interest

None declared.

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66

6.2 Artigo 02

Effects of treadmill training with load addition on non-paretic lower limb on gait

parameters after stroke: a randomized controlled clinical trial

Tatiana S. Ribeiro,a* Emília M.G.S. Silva,a Isaíra A.P. Silva,a Mayara F.P. Costa,a Ana

R.R. Lindquist.a

a Department of Physical Therapy, Federal University of Rio Grande do Norte, Natal,

Brazil.

Address:

a Department of Physical Therapy, Federal University of Rio Grande do Norte, 3000, Av.

Senador Salgado Filho, Post office box: 1524, Natal, RN, Zip Code: 59072-970, Brazil,

Tel: +55(84)3342-2010; Fax: +55(84)3342-2010.

Email address: [email protected] (Emília M.G.S. Silva)

Email address: [email protected] (Isaíra A.P. Silva)

Email address: [email protected] (Mayara F.P. Costa)

Email address: [email protected] (Ana R.R. Lindquist)

*Corresponding author at: Department of Physical Therapy, Federal University of Rio

Grande do Norte, 3000, Av. Senador Salgado Filho, Post office box: 1524, Natal, RN,

Zip Code: 59072-970, Brazil, Tel: +55(84)3342-2010; Fax: +55(84)3342-2010.

Email address: [email protected] (Tatiana S. Ribeiro)

67

Abstract

The addition of load on the non-paretic lower limb for the purpose of restraining

this limb and stimulating the use of the paretic lower limb has been suggested to improve

hemiparetic gait. However, the results are conflicting and only short-term effects have

been observed. This study aims to investigate the effects of adding load during treadmill

gait training as a multisession intervention on kinematic gait parameters after stroke. With

this aim, 38 subacute stroke patients (mean age of 56.5 years and mean time since stroke

of 4.5 months) were randomly divided into two groups: treadmill training with load on

the non-paretic ankle (experimental group) and treadmill training without load (control

group). Both groups performed training every day of the week for two consecutive weeks

(nine sessions). Spatiotemporal and angular gait parameters were assessed by a motion

system analysis at baseline, post-training and follow-up (40 days after the end of

interventions). Several post-training effects were demonstrated; patients walked faster

and with longer paretic and non-paretic steps compared to baseline, and maintained these

gains at follow-up. In addition, patients exhibited greater hip and knee joint excursion in

both limbs at post-training, while maintaining most of these benefits at follow-up. All the

participants showed these improvements, with no statistical difference between groups.

These data indicate that load addition used as a restraint did not provide additional

benefits to gait training. However, a two-week gait training program has shown to be

useful in providing better gait patterns and gait performance by subacute stroke patients.

Keywords: Hemiparesis. Gait analysis. Physical restraint. Gait training. Rehabilitation.

68

1. Introduction

Impaired gait represents a significant contributor to long-term disability and care

burden after stroke [1]. Restoring efficient, independent functional walking is one of the

main goals of rehabilitation after stroke and many patients are guided toward achieving

faster gait speed and better gait patterns [2].

Hemiparetic gait is characterized by marked lower limb asymmetry [2,3,4]. Stroke

patients prefer to bear weight on the non-paretic limb [3,5], which generates more work

and strength than the paretic limb [6] with resulting changes in angular and spatiotemporal

gait parameters [3]. For example, reduced single support time in the paretic limb can be

observed. On the contrary, paretic swing time is increased due to the inadequate

propulsion of the hip and ankle flexors of this limb [3,7]. This deficit also promotes

reduced peak knee flexion on swing, with a reduced ankle dorsiflexion during this phase

[7]. In an attempt to maintain a functional gait with all these changes, compensatory

adaptations are developed, involving the paretic and the non-paretic lower limbs [3,4].

Considering the strong preference to using the non-paretic lower limb,

interventions that encourage the use of the paretic lower limb should be explored [6]. To

this end, approaches that promote restraining the movement of the non-paretic limb based

on the constraint-induced movement therapy (CIMT) may be favorable to increase the

use of the paretic lower limb [8]. CIMT has as key elements the massive practice of

functional activities, the restraint of non-paretic limb and behavioral strategies to increase

the transfer of learning to daily activities and adherence to treatment (“transfer package”),

with promising results in motor function and functionality of the paretic upper limb [9].

Currently, there are relatively few studies about this therapy for lower limbs when

compared to studies involving the upper limbs [8].

69

Regnaux and colleagues [10] were the first to propose the use of load as a restraint

for the non-paretic lower limb during gait of subacute stroke patients. In that study,

improved gait speed, cadence, paretic step length, weight-bearing on paretic limb and

joint excursion of the paretic limb were observed after restraining the non-paretic limb by

using an ankle mass in a single session of treadmill training. In a more recent study,

Bonnyaud and colleagues [11] used the same protocol but for chronic stroke patients, and

did not observe specific effects of the restraint on gait parameters of the paretic limb,

suggesting that the phase of stroke recovery should be considered for this therapy.

It is important to note that only the CIMT restraint component was used in these

studies [10,11]; in addition, only the immediate effects of this practice were investigated.

Thus, the aim of this study was to evaluate the effects of adding load to treadmill gait

training as a multisession intervention on the spatiotemporal and angular gait parameters,

for both paretic and non-paretic lower limbs of subacute stroke patients.

2. Methods

2.1. Subjects

According to sample size calculation and using a symmetry ratio of swing time as

the primary outcome measure [12], a minimum of 17 subjects would be required for each

group, to reliably detect group differences of 12% in the symmetry ratio (with 80% power

at a two-tailed significance level of 0.05).

Forty-three community-dwelling stroke adults (between 21 and 70 years) were

recruited from university clinics, neurologic care centers or after discharge from reference

hospitals. Thirty-eight participants met the eligibility requirements and were randomly

assigned to either the experimental (n= 19) or control group (n= 19). Participants had a

70

clinical diagnosis of their first stroke which resulted in walking deficits (gait speed less

than 0.8 m/s) [13], until 1 year after the onset of stroke [10] (mean time of 4.5 months

since stroke), were able to walk 10m independently (without walking aids) and

understand simple motor commands. No participants showed instability of heart

conditions and other adverse clinical conditions affecting balance and/or gait, pain and/or

discomfort that could impede completion of the training, orexpressive changes in blood

pressure [14] before, during or after training. Of these participants, 36 completed the

proposed protocols and 33 performed follow-up assessment. All the participants who

declined to participate reported personal problems; only one participant reported poor

health (Fig. 1). Each individual provided written informed consent prior to participation.

This study was performed conforming to the Declaration of Helsinki and was approved

by the local ethics committee.

2.2. Experimental set up

Participants were randomly allocated for treadmill training with an ankle load

(experimental group) or without the load (control group), with both undertaking daily

training for two consecutive weeks (9 sessions). In addition, all the participants were

instructed to perform load discharge exercises on the paretic limb every day at home so

that patients could stimulate the paretic limb even during activities outside the laboratory,

representing behavioral strategies according to the concepts of CIMT.

71

Assessed for elegibility

(n= 43)

Randomized

(n= 38)

Excluded (n= 5):

Orthopaedic injury

(n=4)

Visual disorders

(n=1)

Allocated to control group

(n=19)

Lost to follow up (n= 3):

Decline to participate (n= 2)

Poor health (n= 1)

Follow up (n = 15)

Allocated to experimental

group (n=19)

Lost to posttraining assessment (n= 1):

Decline to participate (n =1)

Posttraining assessment (n= 18)

Lost to follow up (n= 0)

Declinate to participate (n= 2)

Poor lth (n= 1)

Follow up (n = 18)

Lost to posttraining assessment (n= 1):


Posttraining assessment (n= 18)

Fig. 1. Consolidated Standards of Reporting Trials study flowchart.

72

Participants were not actively involved in any kind of physical activity or

rehabilitation program for lower limbs during the study period. All the participants were

instructed to use their usual footwear during the training and did not use gait orthosis

during interventions.

Training sessions consisted of 30-minute treadmill training [15], with breaks for

rest and cardiovascular parameters record at the 10th and 20th minutes. Participants used

a harness for stabilization (without unweighting) while they walked on a treadmill [15].

On first day, they were instructed to hold on to the front bar of the treadmill with the non-

paretic hand, being encouraged to withdraw this support on subsequent days. The speed

of the treadmill was set at the highest comfortably tolerated by the individual [15,16],

which could be increased at the beginning of each new therapy session once the subject

stopped using the support of the treadmill bar. Previously-trained therapists monitored

posture and body alignment of participants, but without providing manual assistance.

However, verbal corrections and incentives were given as deemed necessary.

The experimental group performed treadmill training, but using a mass attached

around the non-paretic ankle, with load equivalent to 5% of the individual body weight.

The load selected was similar to that used by Regnaux and colleagues [10] and is in

accordance with our pilot data.

2.3 Gait data acquisition and analysis

Kinematic gait analysis was performed using a motion analysis system (Qualisys

Motion Capture System, Qualisys Medical AB, Gothenburg, Sweden). This system is

based on the three-dimensional reconstruction of passive markers, positioned on specific

bony prominences. In this study, eight cameras were used and 38 passive markers were

positioned according to a previous study [16]. Two-dimensional data were captured at a

73

frequency of 120Hz by the QTM 2.6 acquisition software (Qualisys Medical AB,

Gothenburg, Sweden). All recordings were low-pass filtered using a Butterworth filter

with a 6-Hz cutoff. Later, data were processed using Visual 3D software (Visual3D

Standard, C-Motion, Rockville, MD).

Data were processed and analyzed for at least five walking trials. During the

walking trials, participants were instructed to walk at a comfortable speed along the 8-m

walkway 10 times [16]. All gait collections were carried out without the load used during

treadmill training.

Gait events (heel contact and toe-off) were defined based on the graphic

representation of markers in Visual3D software and placed on the calcaneus or head of

the fifth metatarsus on the Z-axis [17], for both the paretic and non-paretic foot.

The following gait parameters were investigated: spatiotemporal parameters

(speed [m/s], paretic and non-paretic step length [m], symmetry ratio of swing time

[swing time of paretic limb/swing time of non-paretic limb]), and angular parameters (the

hip, knee and ankle range of motion - ROM [°] - of paretic and non-paretic limbs in the

sagittal plane). Hip, knee and ankle angular displacements were also represented over the

course of the gait cycle (0% to 100%). All kinematic gait parameters were obtained by

evaluators blinded to group allocation and were recorded before the interventions

(baseline), immediately after interventions (post-training) and 40 days after the end of

interventions (follow-up).

2.4 Statistical analysis

Statistical analysis was carried out by a blinded researcher, using SPSS software

(version 20.0) and considering α level of 0.05 for all analyses.

74

Kolmogorov-Smirnov test with Lilliefors correction was used to assess data

normality, and Mann-Whitney U test and Pearson´s chi-squared test were applied to

compare quantitative variables and frequencies between groups at baseline.

For all gait parameters, two-way repeated-measures analysis of variance

(ANOVA) was applied, with time (baseline, post-training and follow-up) as the within-

subject factor and group (experimental or control) as the between-subject factor.

Intention-to-threat analysis was performed for dropout data. The reported P values and F

statistics for the ANOVA tests were adjusted via Greenhouse-Geisser solution when the

sphericity could not be assumed. Bonferroni adjustment was used for multiple

comparisons (post hoc). Means and 95% confidence intervals were calculated for all gait

parameters.

3. Results

The groups did not differ in terms of sociodemographic, clinical or anthropometric

data at baseline, demonstrating that both groups were similar before interventions (Table

1).

Table 1

Sociodemographic, clinical and anthropometric data.

Experimental Control P

Sex: Male / Female 13 / 6 10 / 9 0.51

Stroke type: Ischemic / Haemorragic 14 / 5 18 / 1 0.18

Cerebral lesion side: Left / Right 8 / 11 14 / 5 0.10

Age [years] 57.0 (52.0 – 63.0) 60.0 (47.0 – 66.0) 0.34

Time since stroke [months] 3.0 (1.0 – 7.0) 3.0 (2.0 – 7.0) 0.35

BMI [Kg/m2] 27.3 (22.9 – 28.7) 26.4 (24.9 – 30.8) 0.51

Data are expressed as case frequency or median (25th – 75th percentile).

BMI, body mass index.

75

3.1 Spatiotemporal parameters

Two-way ANOVA with repeated-measures demonstrated a significant effect for

time in relation to gait speed (F= 28.270; P< 0.001), with no significant interaction

between group and time (F= 1.006; P= 0.355). Post hoc comparisons indicated that all

the participants walked faster after interventions (post-training) compared to baseline,

with no significant differences between post-training and follow-up conditions (see Table

2).

ANOVA also showed that the symmetry ratio did not exhibit statistical effect for

time (F= 1.114; P= 0.317), with no significant interaction between group and time (F=

1.758; P= 0.190). In addition, ANOVA revealed a significant effect for time in the paretic

step length (F= 29.632; P< 0.001) and non-paretic step length (F= 16.120; P< 0.001). The

paretic and non-paretic step lengths were longer when comparing baseline with post-

training, with no significant differences between post-training and follow-up conditions.

Improvements were observed for both groups, with no significant interaction between

group and time (paretic step length: F= 2.027; P= 0.139; non-paretic step length: F=

1.491; P= 0.232) (see Table 2).

Table 2

Spatiotemporal gait parameters.

Group Baseline Posttraining Follow up

Speed (m/s) E

C

0.52 (0.40 – 0.64)

0.49 (0.37 – 0.61)

0.64 (0.53 – 0.76)*

0.57 (0.45 – 0.69)*

0.63 (0.51 – 0.75)*

0.57 (0.45 – 0.69)*

Symmetry ratio

E

C

1.37 (1.00 – 1.74)

1.46 (1.09 – 1.83)

1.39 (1.15 – 1.63)

1.25 (1.01 – 1.49)

1.39 (1.16 – 1.62)

1.34 (1.11 – 1.57)

Paretic step length (m) E 0.37 (0.30 – 0.43) 0.43 (0.37 – 0.49)* 0.45 (0.39 – 0.50)*

C 0.37 (0.31 – 0.43) 0.42 (0.36 – 0.48)* 0.41 (0.35 – 0.47)*

Non-paretic step length (m) E 0.37 (0.31 – 0.44) 0.44 (0.37 – 0.51)* 0.43 (0.36 – 0.50)**

C 0.36 (0.30 – 0.43) 0.39 (0.33 – 0.46)* 0.40 (0.33 – 0.46)**

76

E, experimental; C, control.

*Statistical difference to baseline (P< 0.001)

**Statistical difference to baseline (P= 0.001)

3.2 Angular parameters

In relation to ROM, ANOVA showed a significant effect for time in the paretic

hip ROM (F= 12.875; P< 0.001) and non-paretic hip ROM (F= 8.788; P< 0.001), with no

significant interaction between group and time (paretic hip ROM: F= 2.389; P= 0.099;

non-paretic hip ROM: F= 1.339; P= 0.269). For all participants, the paretic and non-

paretic hip ROM was greater when comparing baseline with post-training, with no

significant differences between post-training and follow-up conditions (see Table 3).

ANOVA indicated a significant effect for time in the paretic knee ROM (F= 6.641;

P= 0.002) and non-paretic knee ROM (F= 12.982; P< 0.001), with no significant

interaction between group and time (paretic knee ROM: F= 0.401; P= 0.671; non-paretic

knee ROM: F= 2.408; P= 0.097). For all participants, the paretic and non-paretic knee

ROM was greater when comparing baseline with post-training; except for paretic knee

ROM, there was maintenance of post-training gains at follow-up (see Table 3).

In addition, ANOVA revealed that there was no statistical effect for time in

relation to paretic ankle ROM (F= 1.312; P= 0.276) and non-paretic ankle ROM (F=

0.335; P= 0.682), with no significant interaction between group and time (paretic ankle

ROM: F= 0.433; P= 0.650); non-paretic ankle ROM: (F= 2.333; P= 0.114) (see Table 3).

77

Table 3

Kinematic gait parameters.

Group Baseline Posttraining Follow up

Paretic hip ROM (°) E

C

26.15 (21.58 – 30.72)

29.74 (25.17 – 34.31)

31.31 (26.09 – 36.52)*

32.21 (27.00 – 37.43)*

29.95 (25.42 – 34.48)***

30.51 (25.98 – 35.04)***

Non-paretic hip ROM (°)

E

C

35.96 (32.75 – 39.16)

35.03 (31.82 – 38.23)

39.95 (36.88 – 43.02)**

36.97 (33.90 – 40.04)**

40.14 (36.88 – 43.41)**

36.71 (33.45 – 39.98)**

Paretic knee ROM (°) E 39.82 (32.59 – 47.04) 43.89 (36.79 – 50.98)** 43.39 (35.40 – 51.37)

C 44.00 (36.77 – 51.22) 47.05 (39.96 – 54.15)** 45.76 (37.77 – 53.74)

Non-paretic knee ROM (°) E 54.40 (49.87 – 58.93) 59.89 (55.73 – 64.05)* 58.67 (54.01 – 63.33)**

C 53.62 (49.09 – 58.15) 55.74 (51.58 – 59.91)* 55.48 (50.83 – 60.14)**

Paretic ankle ROM (°) E 15.50 (13.07 – 17.92) 16.46 (14.07 – 18.84) 16.07 (13.48 – 18.65)

C 16.84 (14.42 – 19.27) 17.23 (14.84 – 19.61) 16.65 (14.06 – 19.24)

Non-paretic ankle ROM (°) E

C

18.15 (16.17 – 20.13)

19.60 (17.62 – 21.58)

19.80 (17.42 – 22.19)

18.53 (16.14 – 20.91)

19.32 (16.93 – 21.72)

17.74 (15.35 – 20.14)

ROM, range of motion; E, experimental; C, control.

*Statistical difference to baseline (P< 0.001)

**Statistical difference to baseline (P< 0.01)

***Statistical difference to baseline (P< 0.05)

Mean hip, knee and ankle joint angles from paretic and non-paretic limbs during

gait at baseline, post-training and follow-up for each group are summarized in Figure 2.

78

Fig. 2. Mean joint angles during the gait cycle (0 a 100%) of experimental (A) and

control (B) groups.

(A)

(B)

79

4. Discussion

A two-week gait training program led to improved kinematic gait parameters in

this sample of subacute stroke patients. The gait analysis exhibited increased gait speed

and step length, as well as improved angular variables of hip and knee. However, these

gains were observed for both groups, indicating that in this study, load addition was not

a differential factor in intervention.

Regnaux and colleagues [10] investigated the immediate effects of load addition

during treadmill gait training in a very similar sample of stroke patients. Improved

spatiotemporal and angular gait parameters were observed; but, as there was no control

group, it is not known if the treadmill gait training alone could also promote these

changes. Bonnyaud and co-workers [11] applied the same protocol but included control

groups. Although the sample was different (chronic stroke patients), the authors verified

beneficial changes on gait parameters irrespective of load addition.

For upper limbs, the restraint does not seem to be a crucial point of CIMT. Uswatte

and co-workers [18] compared the effects of type of practice, type of restraint and absence

of restraint on upper limb-related outcomes after stroke, but did not observe statistical

differences between these conditions immediately after therapy. These authors suggest

that physical restraint is not necessary for promoting the use of the paretic upper limb

outside the laboratory, and that training the paretic upper limb in the laboratory being

associated with behavioral strategies (“transfer package”) may be sufficient. In our study,

control and experimental groups differed only in relation to restraint, but both improved

gait parameters, similar to findings obtained by Bonnyaud et al. [11]. These results

suggested that the restraint appears to be the weakest point of CIMT, also in relation to

lower limbs.

80

Restraining the use of a lower limb is quite challenging, considering that the lower

limb activities are predominantly bilateral. Physical restraints such as whole-leg orthosis

and even prosthesis have been proposed to restore the function of a paretic lower limb

[8]; however, these restraints significantly change the gait pattern while using the

restraint. The use of load on the lower limb should be careful because it increases the

metabolic rate during walking according to load magnitude and more distal load location

[19]. The addition of a load equivalent to 5% of body weight on the ankle did not seem

to disrupt gait after stroke [15], but in the present study, it may be insufficient to act as a

long-term restraint for a non-paretic limb.

Browning and colleagues [19] demonstrated that the placement of a 2kg or 4kg

load on the shank of healthy individuals led to maintaining lower limb kinematics during

gait, which was also previously described when a load was carried on the waist [20].

These authors [19] justify the maintenance of kinematics by the theory that the position

and speed of the foot are closely controlled during gait (kinematic conservation). This

phenomenon is based on the law of intersegmental coordination, which reduces the

variability of the foot trajectory and it is probably liable for the maintenance of dynamic

balance during forward progression, as well as the anticipatory adaptation to potentially

destabilizing factors by means of coordinated synergies of the whole body [21].

According to Browning et al. [19], the foot position seems to also be controlled while

walking with leg loads. Similarly, the load addition did not modify the lower limb

kinematics in our study; therefore, individuals with stroke appear to exhibit a similar

strategy to that observed in healthy subjects. The kinematic changes which occurred in

both groups after the interventions must have been mediated by the treadmill gait training,

since improved gait parameters after treadmill training in stroke patients has been well

documented [1,22-24].

81

After stroke, biomechanical compensatory adaptations are also verified during

gait in the non-paretic limb [3]. In this study, improved kinematics in both the paretic and

non-paretic limbs and the maintenance of most changes at follow-up show that the gait

pattern was optimized in response to the gait training program. Due to a limited joint

excursion of lower limbs, stroke patients tend to increase cadence to provide a faster

walking speed instead of increasing step length [4,25]. In our study, participants were

able to increase speed by increasing the paretic and non-paretic step length; in addition,

patients showed greater joint ROM in the hip and knee of both limbs. Although one could

argue that an abnormal gait pattern after stroke will occur on treadmill, these

improvements reinforce the idea that treadmill training is feasible and not detrimental to

hemiparetic gait kinematics [23]. Moreover, this training may provide better gait pattern

in subacute stroke patients.

Despite these gains, we did not observe an improvement in temporal gait

symmetry, i.e., the proportion between the paretic and non-paretic swing time was

maintained after interventions. Our expectations were that the addition of load on the non-

paretic limb would reduce the swing time by increasing the difficulty to swing this limb,

and that the stimulation of the paretic limb aiming to favor weight bearing on this limb

would increase the paretic single stance time. Taken together, these changes should result

in an improved temporal symmetry. Previous studies have indicated a higher resistance

of the temporal symmetry to rehabilitation efforts, showing minimal or statistically non-

significant improvements even with specific training to improve this parameter [12,26].

The degree of temporal asymmetry has been associated with gait performance (measured

by gait speed) in other studies [27,28]; despite this, our results indicate that it is possible

to improve performance and gait pattern without significantly altering the swing

symmetry.

82

The presented gait training program innovated many aspects; for example, by

constituting a long-term intervention and by including the “transfer package,” which is

little used in CIMT for lower limbs [8]. Stroke patients have deficits in the perception of

paretic limb loading that directly impact the gait. [29] The “transfer package” used -

including home-based exercises of load discharge and the stimulation for greater use of

the paretic limb - must have contributed to the improvement of this perception and the

adoption of best gait patterns. The association between the “transfer package” and daily

treadmill gait training allowed massive functional practice, promoting gains even in the

paretic lower limb.

5. Limitations

This study has some limitations. As we stated before, the added load may not have

been enough to act as a restraint, and other amounts and load locations should be tested,

for at least 2 weeks. Moreover, two-weeks represents a short intervention time; it is not

known if the load maintenance with a larger intervention time would show differences

between groups. Another issue is the range of time since stroke (patients up to 1 year

since injury were included), which unpowered this study. Finally, the absence of kinetic

data regarding the ground reaction force prevented analysis of the relationship between

kinetic, spatiotemporal and angular measurements, as previously practiced [10,11].

6. Conclusion

According to the results, a two-week gait training program can improve

hemiparetic gait, as indicated by improved spatiotemporal and angular gait parameters

83

after interventions and at follow-up. The added load on the non-paretic lower limb did

not provide additional benefits to training. While these results do not provide support for

the use of load as a restraint to stimulate the paretic limb and improve gait, daily gait

training on a treadmill associated with “transfer package” appears to be a useful tool for

gait rehabilitation of subacute stroke patients.

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87

6.3 Artigo 03

Running head: Gait with load addition after stroke

Title: Effects of Treadmill Training with Adding Load on Measurements of

Functional Mobility and Postural Balance in Subjects with Stroke: A Randomized

Controlled Trial

Authors: Emília Márcia Gomes de Sousa e Silva, PT, MSc,a Tatiana Souza Ribeiro, PT,

MSc,a Tállyta Camyla Chaves da Silva, PT,a Mayara Fabiana Pereira Costa, PT Student,a

Ana Raquel Rodrigues Lindquist PT, PhDa

From the a Physical Therapy Department, Federal University of Rio Grande do Norte,

Natal-RN, Brazil.

Conflicts of interest: None declared.

Corresponding author: Tatiana Souza Ribeiro, Physical Therapy Department, Federal

University of Rio Grande do Norte, 3000 Av. Senador Salgado Filho, Post office box:

1524, Natal, RN, Zip Code: 59072-970, Brazil, Tel: +55(84)3342-2010; Fax:

+55(84)3342-2010; Email: [email protected].

Clinical trial registration number: NCT02113098.

88

Abstract

Objective: To examine the effects of load addition as a restraint for the non-paretic

lower limb on functional mobility and postural balance in subjects with stroke.

Design: A 40-day follow up, single-blind randomized controlled trial.

Setting: University research laboratory.

Participants: 38 community-dwelling subacute stroke subjects (mean time since stroke:

4.5 months).

Interventions: Participants were randomized into treadmill training with load on non-

paretic ankle (experimental group) or treadmill training without load (control group),

with both groups performing training every day of the week for two consecutive weeks.

In addition, all the subjects performed guided home-based exercises.

Main Outcome measures: Postural balance was evaluated by the Berg Balance Scale

(BBS). Functional mobility was assessed by the Timed Up and Go test (TUG) and by

kinematic parameters of turning movement, using the Qualisys System. These measures

were obtained at baseline, mid-training, post-training and follow-up.

Results: Repeated-measures analysis of variance showed a significant effect for time,

with improvements in postural balance (BBS: F= 39.39, P< .001) and functional

89

mobility, showed by TUG (F= 18.33, P< .001) and by kinematic turning parameters

(turn speed: F= 35.13, P< .001; stride length: F= 29.71, P< .001; stride time: F= 13.42,

P< .001; double support time: F= 17.48, P< .001), without statistical difference between

groups. All these improvements were maintained in follow-up.

Conclusions: The improvement which occurred in both groups suggests that two-weeks

of treadmill gait training associated to home-based exercises can be effective to improve

postural balance and functional mobility in subacute stroke patients. Considering these

measurements, load addition has not shown to be a differential factor in intervention.

Key Words: lower extremity paresis, physical restraint, neurologic rehabilitation,

clinical trials.

List of abbreviations

DALY disability-adjusted life years

NPLL non-paretic lower limb

CIMT Constraint-Induced Movement Therapy

HR heart rate

NIHSS National Institute of Health Stroke scale

MMSE mini-mental state examination

FAC functional ambulatory category

BBS Berg balance scale

90

TUG timed up and go

ANOVA analysis of variance

Introduction

Stroke has had a strong impact on health and the global economy, affecting

about 795,000 individuals per year worldwide.1 This disease represents the third leading

cause of disability-adjusted life years (DALYs) worldwide, according to data from

2010.2 In Brazil, it has recently been estimated that there are 2,231,000 stroke cases, of

which 568,000 remain with severe disability.3

Gait disorders are important factors of functional disability post-stroke. Among

other changes, muscle weakness of an affected lower limb induces a decrease of weight

bearing on this limb, promoting expressive weight bearing asymmetry, with more

weight being sustained by the non-paretic lower limb (NPLL).4 With this asymmetry,

patients perform biomechanical compensations that increase energy cost and promote

dynamic instability during walking, leading to a slower and unsafe gait.5 Since the gait

is affected, functional mobility - which involves daily mobility activities such as sitting

and standing, walking, turning, and going up and down stairs6,7 – is also impaired.

The ability to safely change direction while walking is an important aspect of

functional walking.8 After stroke, turning becomes a challenging activity that has been

directly associated with falls.9 Turning movement requires the change of walking a

91

straight pattern, with programmed interlimb asymmetry on length and width step,

among others, so as to enable the change in direction.8,10,11 Uncoordinated gait after

stroke prevents turning being done properly, making fall episodes eight times more

common during turning than in straight walking, with higher incidence when turning is

performed to the paretic side.10

Other than that, postural disturbances after stroke aggravate the already

significant risk of falls of this population. In stroke patients, the center of mass

movement during walking occurs beyond the natural frequency, requiring a greater

demand of the neuromuscular system to maintain balance, resulting in a less stable gait

pattern.12 This happens mainly during turning and in sudden changes of direction,

making it difficult to carry out daily activities, how to overcome obstacles and stopping

abruptly.10 In addition, weight bearing asymmetry further contributes to increasing

dynamic postural instability of these patients.13

Considering that the reluctance to support body weight on paretic limb persists

even with conventional physical therapy practice,14 interventions that promote

improvement of interlimb symmetry can be useful to improve functional performance,

with greater stability and therefore a lower risk of falls. Constraint-Induced Movement

Therapy (CIMT)15 is an approach that stimulates the use of the paretic limb through

restraining the non-paretic limb, to reduce the effects of learned disuse and make the

function of limbs more symmetrical. In addition to the restraint, this therapy has as key

elements the massive practice of functional activities and behavioral strategies to

increase the transfer of learning to daily activities and the adherence to treatment

(“transfer package”).

92

A protocol for applying CIMT to lower limbs has not been defined, but studies

have been showing promising results on gait and functional mobility after stroke.16

Regnaux and co-workers17 were the first to propose the use of load as a restraint for the

NPLL of subacute stroke patients. In that study, improved gait speed, cadence and

kinematics of the paretic limb were observed after restraining the NPLL using an ankle

mass in a single session of treadmill training. In a more recent study, Bonnyaud and

colleagues18 used the same protocol17 but for chronic stroke patients, and did not

observe specific effects of the restraint on gait parameters of the paretic limb,

suggesting that the phase of stroke recovery should be considered for this therapy.

Taking into account the potential benefits of CIMT use for lower limbs, which is

most often employed for gait improvement, the purpose of this study was to examine

the effects of load addition used as a restraint to using the NPLL during treadmill gait

training on measures of functional mobility and postural balance in subjects with

subacute stroke.

Methods

Participants

Stroke survivors (between 21 and 70 years old) were recruited from university

clinics, neurologic care centers or after discharge from reference hospitals. The study

sample consisted of 38 subjects with a clinical diagnosis of their first stroke (ischemic

93

or hemorrhagic) which resulted in walking deficits, until 1 year after the onset of

stroke17 (mean time of 4.5 months since stroke). All the participants could walk at least

10m independently (without walking aids), exhibiting slow or moderate gait speed (less

than 0.8 m/s),19 and were able to understand simple motor commands.

Exclusion criteria included instability of heart conditions and other adverse clinical

conditions affecting balance and/or gait, pain and/or discomfort that could impede

completion of the training, changes in blood pressure20 before, during or after training,

and submaximal heart rate (HR) above the allowed values during training (75% of

HR).21

Subjects were not actively involved in any kind of physical activity or rehabilitation

program for lower limbs during the study period. Participants did not use gait orthosis

during interventions.

Ethical aspects

Ethical approval of this study was granted by the Research Ethics Committee of

the Federal University of Rio Grande do Norte (Natal, Brazil). All the participants

provided written informed consent before participating in this study.

Assessment instruments

94

Neurological status was evaluated by the protocol of National Institute of Health

(NIH Stroke Scale – NIHSS),22 cognitive status by the Mini-Mental State Examination

(MMSE) 23 and gait ability was assessed by the Functional Ambulatory Category.24

Outcome measures

Static and dynamic postural balance was assessed by the Berg Balance Scale

(BBS),25 which presents good sensitivity and reliability in stroke patients.26 On this

scale, the score of each item can vary from 0 (unable to perform) to 4 (normal

performance), totaling a maximum final score of 56 points (higher scores denote better

balance).

The Timed Up and Go Test (TUG)27 were used to evaluate functional mobility

analysis. The TUG test evaluates the time required for an individual to stand up from a

chair with armrests, to walk 3m, to turn around, walk back to the chair, and to sit down.

Shorter times indicate better performance.28

Functional mobility was also measured by kinematic parameters of turning,

obtained from the Qualisys Motion System.a This system is based on the three-

dimensional reconstruction of passive markers, positioned on specific bony

prominences. In this study, eight cameras were used and 38 passive markers were

positioned according to a previous study.29

Dynamic collections were recorded while subjects performed the following

movement: standing up from a chair without armrests, walking and circling (180° turns)

95

a cone placed at the 1.35-m mark, walking back and sitting down. Participants were

asked to perform 5 to 7 dynamic collections in total, at their preferred comfortable

walking speed8 and the turn could be executed in any direction.

Two-dimensional data were captured at a frequency of 120Hz by the Qualisys

Track Manager 2.6 acquisition software.b Later, data were exported to the Visual 3D

processing softwarec to obtain spatio-temporal turning data.

Study Protocol

Subjects were randomly allocated, using a computer-generatedd randomization

schedule done by a researcher who was not involved in the study, for treadmill training

with an ankle load (experimental group, n =19) or without the load (control group, n

=19), with both undertaking daily training for two weeks (9 sessions).

Allocation was kept secret during the entire study. Thirty-eight sealed opaque

envelopes were revealed by the treating therapists, but only at the beginning of training

for each participant. All outcome measures were collected by two researchers blinded to

group allocation, at baseline (day 0), mid-training (day 4), post-training (day 9) and 40

days after the end of training (follow-up).

Interventions

96

After obtaining informed consent, participants were submitted to baseline

assessment (day 0). In addition, on day 0 subjects were instructed to perform load

discharge exercises every day at home, so that patients could stimulate the paretic limb

even during activities outside the laboratory. In each session, subjects were asked about

the performed exercises and the instructions were reinforced, representing behavioral

strategies according to the concepts of CIMT.

Training sessions (days 1 to 9) consisted of 30-minute treadmill training,e with

breaks for rest and cardiovascular parameters record at the 10th and 20th minutes. HR

was monitored throughout the session, so that training must occur at 50% of maximal

HR (HR target).30

All the participants were instructed to use their usual footwear during the

training. Subjects used a harness for stabilization (without unweighting) while walked

on a treadmill. On day 1, patients should hold on to the front bar of the treadmill with

the non-paretic hand, being encouraged to withdraw this support in subsequent days.

The speed of the treadmill was set at the highest comfortably tolerated by the subject,31

which could be increased at the beginning of each new therapy session, once the subject

has stopped using the support of the treadmill bar. Previously-trained therapists

monitored posture and body alignment of participants, but without providing manual

assistance. However, verbal corrections and incentives were given as deemed necessary.

The experimental group performed this training (equal to control group), but

using a mass attached around the non-paretic ankle, with load equivalent to 5% of the

97

subject body weight. The load selected is similar to that used by Regnaux and

colleagues,17 and is in accordance with our pilot data.

Sample size

Sample size was calculated by adopting a symmetry ratio of swing time as the

primary outcome measure. Size effect was calculated according to a randomized clinical

trial of stroke subjects who participated in a walking program to improve symmetry.32

Accordingly, sample size has been calculated to reliably detect group differences of

12% in the symmetry ratio (with 80% power at a two-tailed significance level of .05).

Thus, a minimum of 17 subjects would be required for each group.f

Data reduction

The markers were identified and the intervals for analysis were selected using

Qualisys Track Manager software. Also, all recordings were low-pass filtered using a

Butterworth filter with a 6-Hz cutoff.9

Turning movement was considered from the heel contact for the first step (after

the subject got up from the chair), and completed after the toe-off for the last step

performed in a straight line (immediately before turning to sit).

98

Gait events (heel contact and toe-off) were defined based on the graphic

representation of markers in Visual3D software and placed on the calcaneus or head of

the fifth metatarsus on the Z-axis.33 These definitions were determined for both the

paretic and non-paretic foot.

At least five cycles were selected for analysis. The spatio-temporal variables

investigated were: turn speed (m/s), stride length (m), stride time (s), stride width (m)

and double-support time (s).

Data analysis

Data analysis was carried out by a researcher blind to group allocation, using

statistical software,g and considering α level of .05 for all analyses.

The normative distribution of baseline data was assessed by the Shapiro-Wilk

test. Some data did not show normal distribution, and Mann-Whitney U test was

conducted for comparing groups at baseline. Median and 25th-75th percentiles were

presented to describe the groups.

For all outcome measures, 2-way repeated-measures analysis of variance

(ANOVA) was applied, with time (baseline, mid-training, post-training and follow-up)

as the within-subject factor and group (experimental or control) as the between-subject

factor. Intention-to-threat analysis was performed for dropout data. The reported P

values and F statistics for the ANOVA tests were adjusted via Greenhouse-Geisser

99

solution. Bonferroni adjustment was used for multiple comparisons. Means, SD, and

95% confidence intervals were calculated for all outcome variables.

Results

Thirty-eight stroke subjects (mean age 56.5 years) participated in this study. Of

these, 36 completed the protocol, as described in the study flowchart (Figure 1).

In experimental and control groups, ischemic stroke was the most prevalent type

(73.7 and 94.7% of cases, respectively) and males composed the majority of cases (13

in experimental and 10 in the control group). The groups did not differ in relation to

sociodemographic and clinical measures (Table 1).

Postural balance

For postural balance, ANOVA showed a significant effect for time (F= 39.39,

P< .001). BBS scores exhibited a statistical improvement when comparing baseline with

mid-training, and maintained gains at post-training and follow-up (see table 2).

However, there was not a significant interaction between group and time (F= 1.158, P=

.315).

100

Fig 1 Consolidated Standards of Reporting Trials study flowchart.

Excluded (n= 152):

Inelegible

(n= 62)

Lack of transport

(n= 39)

Uninterested

(n= 11)

Deaths

(n= 3)

Other reasons

(n= 37)

Contacted for assessment

(n= 195)

Assessed for elegibility

(n= 43)

Randomized

(n= 38)

Excluded (n= 5):

Orthopaedic injury

(n=4)

Visual disorders

(n=1)

Allocated to control group

(n=19)

Lost to midtraining assessment (n= 1):


Allocated to experimental

group (n=19)

Posttraining assessment

(n= 18)

Lost to midtraining assessment (n= 1):


Posttraining assessment

(n= 18)

Lost to follow up (n= 3):

Decline to participate (n= 2)

Poor health (n= 1)

Follow up (n = 15)

Lost to follow up (n= 0)

Declinate to participate (n= 2)

Poor health (n= 1)

Follow up (n = 18)

101

Table 1 Sociodemographic and clinical data of experimental (n=19) and control (n=19)

groups at baseline (day 0).

Variable

Experimental

Median

(25th – 75th percentile)

Control

Median

(25th – 75th percentile)

P

Age [years] 57.0

(52.0 – 63.0)

60.0

(47.0 – 66.0)

.342

Time since stroke [months] 3.0

(1.0 – 7.0)

3.0

(2.0 – 7.0)

.353

FAC score 3.0

(3.0 – 5.0)

3.0

(3.0 – 4.0)

.939

NIHSS score 2.0

(1.0 – 4.0)

3.0

(1.0 – 4.0)

.679

MMSE score 24.0

(21.0 – 26.0)

23.0

(20.0 – 24.0)

.238

Overground gait speed

[m/s]

.51

(.29 – .57)

.39

(.25 – .55)

.380

Abbreviation: FAC, functional ambulatory category; NIHSS, National Institute of

Health stroke scale; MMSE, mini-mental state examination.

Table 2 Berg Balance Scale scores obtained at baseline, midtraining, posttraining and

follow up of experimental (n= 19) and control groups (n= 19).

BBS scores

Experimental

Mean (SD)

Control

Mean (SD)

Experimental – Control

Mean difference (95% CI)

Baseline 48.8 (4.7) 46.8 (7.1) 2.0 (-2.9 to 6.8)

Midtraining 52.1 (4.4) 51.5 (4.1) 0.6 (-2.7 to 3.8)

Posttraining 52.4 (3.7) 52.1 (3.1) 0.3 (-2.5 to 3.1)

Follow up 52.5 (3.5) 51.7 (4.5) 0.8 (-2.2 to 3.8)

Abbreviation: CI, confidence interval.

* P< .001 using repeated-measures ANOVA.

* *

*

*

*

*

102

Functional mobility

In relation to TUG test, ANOVA demonstrated a significant effect for time (F=

18.33, P< .001). The time spent on the TUG test exhibited a significant reduction when

comparing baseline with post-training, and maintaining gains at follow-up (see table 3).

There was not a significant interaction between group and time (F= .051, P= .967).

For the kinematic turning measures, ANOVA showed a significant effect for time

in the turn speed (F= 35.13, P< .001), stride length (F= 29.71, P< .001) and stride time

(F= 13.42, P< .001). For all these variables, there was statistical improvement when

comparing baseline with mid-training, when comparing mid-training with post-training,

and maintaining gains at follow-up (see table 4). Improvements were observed for both

groups, with no significant interaction between group and time (turn speed: F= .975, P=

.389; stride length: F= 1.181, P= .316; stride time: F= .422, P= .622).

Table 3 Time spent on the Timed Up and Go test at baseline, midtraining, posttraining

and follow up of experimental (n= 19) and control groups (n= 19).

TUG time (s)

Experimental

Mean (SD)

Control

Mean (SD)



Baseline 17.0 (8.6) 20.2 (12.2) -3.2 (-11.0 to 4.6)

Midtraining 15.9 (7.6) 18.7 (10.2) -2.8 (-9.3 to 3.8)

Posttraining 14.3 (7.5) 17.3 (9.6) -3.0 (-9.2 to 3.2)

Follow up 13.3 (5.7) 16.3 (9.2) -3.0 (-8.5 to 2.4)



*

*

*

*

103

Table 4 Kinematic turning measures obtained at baseline, midtraining, posttraining and follow

up of experimental (n= 19) and control groups (n= 19).



Variables

Experimental

Mean (SD)

Control

iiiiiMean (SD)



Turn speed (m/s)

.45 (.16)

.39 (.20) .06 (- .08 to .19) Baseline

Midtraining .49 (.19) .44 (.20) .05 (- .09 to .20)

Posttraining .54 (.20) .47 (.22) .07 (- .08 to .23)

Follow up

Stride length (m)

.55 (.18)

.62 (.17)

.66 (.21)

.71 (.21)

.72 (.19)

.47 (.21)

.57 (.23)

.63 (.23)

.65 (.25)

.65 (.24)

.08 (- .07 to .24)

.05 (- .09 to .19)

.03 (- .12 to .19)

.06 (- .11 to .22)

.07 (- .09 to .23)

Baseline

Midtraining

Posttraining

Follow up

Stride time (s)

1.47 (.32)

1.64 (.48)

- .17 (- .46 to .11) Baseline

Midtraining 1.42 (.31) 1.56 (.39) - .14 (- .38 to .10)

Posttraining 1.36 (.26) 1.48 (.29) - .12 (- .30 to .06)

Follow up 1.35 (.26) 1.48 (.32) - .13 (- .32 to .06)

Stride width (m)

.19 (.05)

.17 (.04)

.02 (- .01 to .06) Baseline

Midtraining .19 (.05) .17 (.03) .02 (- .01 to .05)

Posttraining .20 (.04) .18 (.03) .02 (.00 to .05)

Follow up .20 (.05) .18 (.03) .02 (.00 to .05)

Double support time (s)

.56 (.26)

.76 (.45)

- .20 (- .45 to .07) Baseline

Midtraining .51 (.24) .63 (.33) - .12 (- .32 to .09)

Posttraining .45 (.20) .58 (.26) - .13 (- .28 to .02)

Follow up .45 (.19) .58 (.31) - .13 (- .29 to .05)

*

* *

*

* *

**

**

*** ***

**** ****

* *

104

** P= .002 using repeated-measures ANOVA.

*** P= .021 using repeated-measures ANOVA.

**** P= .05 using repeated-measures ANOVA.

ANOVA also showed that stride width did not exhibit statistical effect for time

(F= 1.563, P= .212), with no significant interaction between group and time (F= .193,

P= .860). For double support time, ANOVA demonstrated a significant effect for time

(F= 17.48, P< .001). Double support time exhibited a significant reduction when

comparing baseline with mid-training, and maintaining gains at post-training and

follow-up (see table 4), without statistical interaction between group and time (F=

1.176, P= .305).

Discussion

The aim of this study was to investigate the effects of adding load to the NPLL

during treadmill training on postural balance and functional mobility of subacute stroke

patients. Control and experimental groups showed improvements on functional mobility

- with reduced time spent on TUG test and improved kinematic turning parameters (turn

speed, stride length, stride time, and double support time) - and postural balance

(according to BBS). However, there was no statistical difference between groups.

Although previous studies have used similar protocol,17,18 the current protocol

has never been applied. This protocol was innovative in several ways: 1) A 5% body

weight load, based on previous studies but chosen as a percentage of body weight,

105

according to our pilot study; 2) Time of intervention, with 9 sessions of 30 minutes each

for 2 consecutive weeks, to make the training more intense and to observe long-term

effects, and 3) Adding a “transfer package”, to reinforce learning and patient adherence

to therapy.

In this study, experimental and control groups differed only in relation to NPLL

restraint. Uswatte and co-workers34 observed a similar improvement using massive

practice of functional activities, with and without upper limb restraint, and suggested

that restraint has a less essential role in the gains from CIMT. The findings of the

present study corroborate this statement, since the experimental group was not superior

to the control group. Another possible explanation for the lack of difference between

groups is that the load used (5% of body weight) may have been insufficient for

satisfactorily restraining the NPLL in long-term training. In fact, this is one difficulty of

CIMT for lower limbs, since the lower limb activities are predominantly bilateral; thus,

restraining a member without significantly altering the motion pattern comprises a

challenging task.16,17

Improved variables in both groups may have been influenced by treadmill gait

training. Treadmill training allows repetitive, rhythmic and task-oriented movements,

which favor interlimb symmetry, leading to increased dynamic stability while

walking.35,36 Treadmill gait training was undertaken daily for two weeks, associated

with home-based practice exercises; this provided intensive practice for participants,

and should have optimized the results. Therefore, improved postural balance was

observed with only one week of training, which was maintained in following

assessments. It has been indicated that treadmill training induces changes in

106

corticomotor excitability, probably related to improved balance and gait performance

after stroke.37 Furthermore, studies have reported that early after stroke, treadmill

training promotes significant improvements in clinical measures of balance, including

the Berg Balance scale, Brunel Balance Assessment and Standing Balance Test.38-40

Improved postural balance in this study may have had an impact on functional

mobility, considering that the reduced time spent on the TUG test occurred in the

second week of training, after balance improvement. In fact, in order to maintain

adequate mobility it is fundamental to have good balance and proper weight bearing on

lower limbs.41,42 Moreover, as gait is one of the components of the TUG, the

improvement observed in this test may also have been due to the task-specific training

provided by the treadmill. Less time spent on TUG test is important because it reflects

greater independence and a lower risk of falls in patients with neurological disorders.27

Gait intensive practice including treadmill training appears to have provided

beneficial changes in kinematic turning parameters, although specific training for

turning was not conducted. Chen and colleagues43 compared two groups of stroke

subjects: one group underwent turning-based treadmill training, and another underwent

regular treadmill training. Both groups showed increased turn speed, straight-walking

cadence and stride length, indicating that improving intrinsic gait components can also

increase the ability to perform gait-related actions. In the current study, improvements

in stride length, stride time and turn speed represent greater efficiency in turning, since

stroke patients show a greater number of steps and longer time to complete turnings

compared with matched-pairs.44 Moreover, turn speed has been related to the degree of

gait asymmetry.44 Therefore, the results of the present study suggested that turning

107

performance became faster and safer after interventions. The maintenance of these and

other gains at follow-up indicates that this program is feasible to be used in post-stroke

recovery.

Study limitations

As this study is an innovative protocol, there are some limitations. The added

load may not have been enough, so that other load percentages should be tested, aiming

at more pronounced improvements in postural balance and functional mobility.

Moreover, the intervention time may not be sufficient to cause greater changes through

restraint on the analyzed parameters. Finally, no data were obtained about gait

symmetry, which could enhance the understanding of the relationship between gait,

balance and functional mobility.

Conclusions

According to the positive effects after interventions and at follow-up, it could be

concluded that two weeks of daily gait training on a treadmill associated with home-

based exercises appears to be effective in improving postural balance and functional

mobility in subacute stroke subjects. However, load addition did not provide additional

benefits to training.

108

Suppliers

a Qualisys Motion Capture System® (QUALISYS MEDICAL AB, Gothenburg,

Sweden).

b Qualisys Track Manager version 2.6 (QUALISYS MEDICAL AB, Gothenburg,

Sweden).

c Visual3D Standard, 4.75.33 (C-Motion®, Rockville, MD)

d Randomization.com website. Available at: http://www.randomization.com/.

e Gait Trainer System 2 (Biodex Medical Systems Inc, Shirley, New York).

f G*Power version 3.0.10; University of Kiel. Available at: http://www.gpower.hhu.de/.

g Statistical Package for the Social Science version 20.0 (SPSS, IBM®, USA)

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114

7 CONCLUSÕES

115

Os resultados obtidos neste trabalho permitem concluir que:

O treino de marcha em esteira associado à adição de carga ao MINP não

promoveu alterações a médio prazo nos parâmetros cardiovasculares de

indivíduos com AVC subagudo, semelhante ao treino em esteira sem

carga;

O programa de treinamento de marcha (treino em esteira + estratégias para

estimulação do MIP) resultou, a médio prazo, em melhora da performance

da marcha (velocidade da marcha e da distância percorrida na esteira),

independentemente do uso da carga;

O programa de treinamento de marcha levou a alterações a médio e longo

prazo, com melhora nos parâmetros espaço-temporais e angulares da

marcha em ambos os membros inferiores e a manutenção da maioria dos

ganhos após um período de seguimento. A adição de carga, entretanto, não

ocasionou benefícios adicionais;

O programa de treinamento de marcha também promoveu alterações a

curto, médio e longo prazo no equilíbrio postural, e a médio e longo prazo,

na mobilidade funcional. Todos os ganhos foram mantidos após um

período de seguimento e ocorreram independentemente do uso da carga.

116

8 CONSIDERAÇÕES FINAIS

117

As alterações da marcha apresentadas por indivíduos que sofreram AVC

ocasionam um profundo impacto em diversos aspectos da vida destes indivíduos. O

desenvolvimento de um protocolo viável e capaz de promover adequada reabilitação da

marcha parece ser uma importante ferramenta para favorecer o retorno seguro às

atividades e à participação social dessas pessoas. Tal paradigma motivou a realização

deste ensaio clínico, cujo delineamento foi estabelecido a fim de assegurar ao máximo a

validade das informações obtidas, de modo a contribuir para a prática fisioterapêutica

baseada em evidências.

Os achados deste estudo evidenciaram a importância do treino intensivo para a

obtenção e manutenção de ganhos em pacientes com AVC, mesmo com um período de

terapia relativamente curto (2 semanas). Infelizmente, no Brasil, não é fato comum, tanto

no serviço público quanto no privado, a prática diária de fisioterapia por parte dos

pacientes, especialmente daqueles com déficits de cunho neurológico. Além disso, a

maioria dos pacientes inicia o acompanhamento fisioterapêutico tardiamente. Os

resultados deste estudo também demonstraram que o tratamento aplicado precocemente,

particularmente no momento em que o paciente está restabelecendo a capacidade de

andar, parece ser efetivo para a melhora na marcha e em desfechos relacionados.

O protocolo desenvolvido foi inovador, de modo que o uso da carga como

restrição não promoveu benefícios adicionais aos treinamentos aplicados. Isto implica

não apenas na estimulação a futuras pesquisas para determinação de parâmetros visando

a otimização dos resultados, mas também que o treino diário de marcha associado a

estratégias comportamentais, incluindo exercícios domiciliares, pode ser aplicado para

melhora da marcha, mobilidade funcional e equilíbrio postural de indivíduos com AVC

subagudo. Mais ainda, implica que, do ponto de vista cardiovascular, essa terapia consiste

em um treinamento seguro, mesmo em pacientes na fase subaguda após AVC. Este ponto

é de bastante relevância, levando-se em conta o risco cardiovascular aumentado dessa

população e a carência de informação sobre a segurança de grande parte dos métodos e

técnicas fisioterapêuticas utilizadas em pacientes que sofreram AVC.

Entretanto, algumas limitações devem ser consideradas. O caráter inovador deste

protocolo reflete também a escassez de estudos que pudessem embasar a seleção de

parâmetros ideais. A falta de suficientes informações relativas: 1) à quantidade de carga

necessária para atuar como uma restrição física, 2) à localização distal ou proximal da

carga, 3) à duração da sessão e 4) à duração total da terapia pode ter influenciado na

inobservância de efeitos adicionais advindos do uso da carga, embora tenha sido realizado

118

estudo piloto prévio. O grande intervalo do tempo de sequela da amostra - participaram

pacientes com até um ano de lesão - também é um ponto a ser considerado, pois deve ter

reduzido o poder do estudo. Ademais, o cálculo do tamanho amostral foi feito com base

em uma variável relacionada à marcha, e o tamanho da amostra pode ter sido insuficiente

para demonstrar efeitos significativos da adição de carga sobre os desfechos de

mobilidade funcional e equilíbrio postural.

A despeito disso, acredita-se que as informações apresentadas nesta tese

forneceram expressiva base científica para o melhor entendimento de questões

relacionadas à marcha hemiparética, particularmente no que diz respeito ao uso de

restrições aplicadas ao membro inferior. De fato, grande parte das limitações apresentadas

acima refletem dificuldades inerentes à terapia de restrição e indução do movimento para

o membro inferior, a qual não apresenta a mesma aplicabilidade quando comparada aos

membros superiores. Contrariamente ao que ocorre nos membros superiores, torna-se

inviável conter o movimento de um membro inferior, pela característica

predominantemente bilateral das atividades dos membros inferiores. Da mesma forma,

promover a restrição do membro sem prejudicar significativamente o padrão de

movimento é uma tarefa no mínimo desafiadora, que dificulta a obtenção de parâmetros

ideais de restrição para o membro inferior. É mesmo provável que, para atuar como uma

limitação física, seja necessária a elaboração de parâmetros variáveis de restrição, ou seja,

que possam ser modificados de acordo com o decorrer da terapia, considerando a

adaptação e a resposta de cada indivíduo frente àquela perturbação.

Desta forma, como perspectiva futura, sugere-se que protocolos utilizando cargas

variáveis possam ser aplicados individualmente, buscando promover adequada restrição

do movimento durante todo o período de treinamento daquele indivíduo. A estimulação

do membro parético através do treino diário de marcha também deve ser associada à

restrição. Sugere-se ainda a adoção de estratégias comportamentais envolvendo

exercícios de maior intensidade e aplicados com maior frequência, visando a execução da

prática de forma massificada, como preconizado pela terapia de restrição e indução do

movimento.

A tese apresentada reveste-se de relevância clínica e científica, na medida em que

descreve um protocolo pioneiro como ferramenta de intervenção, a ser utilizado em

pacientes que sofreram AVC. Em termos científicos, além de todo o desenvolvimento do

protocolo experimental - cuja aplicação forneceu os dados necessários para confecção dos

resultados e discussão desta tese -, foi elaborado um artigo de revisão sobre a terapia de

119

restrição e indução do movimento aplicada ao membro inferior em pacientes com AVC.

Somado a isto, o presente trabalho estimulou ainda a pesquisa e a integração entre

estudantes de graduação e pós-graduação, uma vez que resultou em uma dissertação de

mestrado e em dois trabalhos de conclusão de curso até o momento, existindo ainda a

perspectiva de realização de outras pesquisas derivadas. Quanto à prática clínica, os

benefícios são providos, sobretudo, a partir da disponibilização de um protocolo viável,

seguro (do ponto de vista cardiovascular) e capaz de promover alterações benéficas e

mantidas na marcha, mobilidade funcional e equilíbrio postural de pacientes com AVC

subagudo.

Assim sendo, espera-se, a partir da divulgação dos resultados deste estudo, que o

protocolo apresentado (sem o uso da carga) possa ser considerado para utilização na

prática clínica de reabilitação em indivíduos que sofreram AVC. Espera-se também

fomentar o desenvolvimento de pesquisas relacionadas, a fim de esclarecer questões ainda

conflitantes e de enriquecer a literatura científica sobre o tema.

120

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trial. Clinical Rehabilitation. v. 19, n. 3, p. 264-273, 2005.

133

APÊNDICES

134

Apêndice 01: Cartaz utilizado para divulgação do projeto

DEPARTAMENTO DE FISIOTERAPIA DA

UFRN / CAMPUS NATAL

Se você sofreu um AVC há menos de um

ano e caminha com dificuldade, PARTICIPE

DO PROJETO DE PESQUISA PARA

MELHORA DA SUA CAMINHADA.

TODAS AS ATIVIDADES SÃO

GRATUITAS. Entre em contato e garanta

sua vaga.

INFORMAÇÕES: (84)8823-4174

135

Apêndice 02: Termo de Consentimento Livre e Esclarecido

TERMO DE CONSENTIMENTO LIVRE E ESCLARECIDO

Esclarecimentos

Este é um convite para você participar da pesquisa: Efeitos do treino de marcha

em esteira com adição de carga ao membro inferior não-parético de indivíduos com

Acidente Vascular Cerebral, que tem como pesquisador responsável a mestre em

Fisioterapia Tatiana Souza Ribeiro.

Esta pesquisa pretende avaliar os efeitos da colocação de uma carga (peso) em

uma perna enquanto se caminha em uma esteira, em pessoas que sofreram Acidente

Vascular Cerebral (AVC).

O motivo que nos leva a fazer este estudo é para que possamos tentar melhorar a

caminhada de pessoas que sofreram AVC, levando a uma melhor funcionalidade e

qualidade de vida dessas pessoas.

Caso você decida participar, você deverá ser submetido(a) aos seguintes

procedimentos: através de fichas de avaliação, questionários e filmagem da sua

caminhada, será realizada uma avaliação clínica, a qual será repetida após quatro, nove e

49 dias. Um dia após a primeira avaliação, será dado início ao treinamento da marcha,

utilizando-se uma esteira elétrica com ou sem uma carga, posicionada na perna que não

foi afetada pelo AVC. Os treinamentos serão aplicados cinco vezes por semana durante

duas semanas, com duração de 30 minutos cada. Tanto as avaliações quanto os

treinamentos serão realizados no Departamento de Fisioterapia da UFRN.

É importante dizer que, na filmagem da sua caminhada, não iremos filmar a sua

imagem, mas sim alguns pontos refletores que serão posicionados no seu corpo, sem

causar nenhuma inconveniência e sem expor a sua imagem. Portanto, não haverá como

identificá-lo através dessa filmagem.


DEPARTAMENTO DE FISIOTERAPIA

PÓS-GRADUAÇÃO EM FISIOTERAPIA

136

Durante a realização do treinamento, que será realizado sobre uma esteira, você

usará um colete acoplado a um sistema de suporte que lhe dará segurança, em caso de

desequilíbrio. A previsão de riscos é mínima, ou seja, o risco que você corre é semelhante

àquele sentido num exame físico ou psicológico de rotina. Além disso, um terapeuta

estará sempre ao seu lado, durante todo o treinamento, para garantir sua segurança.

Pode acontecer um desconforto devido ao cansaço que você poderá apresentar

durante os treinamentos na esteira, que será minimizado por intervalos para descanso,

com direito a descanso em uma cadeira e água sempre que necessário, e você terá como

benefício a melhora da sua capacidade de caminhada, conseguindo andar por mais tempo

de uma melhor forma e sem cansar tanto.

Em caso de algum problema que você possa ter, relacionado com a pesquisa, você

terá direito a assistência gratuita que será prestada pela pesquisadora Tatiana Souza

Ribeiro ou por qualquer um dos assistentes de pesquisa.

Durante todo o período da pesquisa você poderá tirar suas dúvidas ligando para

Tatiana Souza Ribeiro - (84) 8823-4174. Você tem o direito de se recusar a participar

ou retirar seu consentimento, em qualquer fase da pesquisa, sem nenhum prejuízo para

você.

Os dados que você irá nos fornecer serão confidenciais e serão divulgados apenas

em congressos ou publicações científicas, não havendo divulgação de nenhum dado que

possa lhe identificar.

Esses dados serão guardados pelo pesquisador responsável por essa pesquisa em

local seguro e por um período de 5 anos.

Se você tiver algum gasto pela sua participação nessa pesquisa, ele será assumido

pelo pesquisador e reembolsado para você.

Se você sofrer algum dano comprovadamente decorrente desta pesquisa, você será

indenizado.

Qualquer dúvida sobre a ética dessa pesquisa você deverá ligar para o Comitê de

Ética em Pesquisa da Universidade Federal do Rio Grande do Norte, telefone (84) 3215-

3135.

Este documento foi impresso em duas vias. Uma ficará com você e a outra com o

pesquisador responsável (nome do pesquisador responsável).

137

Consentimento Livre e Esclarecido

Após ter sido esclarecido sobre os objetivos, importância e o modo como os dados

serão coletados nessa pesquisa, além de conhecer os riscos, desconfortos e benefícios que

ela trará para mim e ter ficado ciente de todos os meus direitos, concordo em participar

da pesquisa Efeitos do treino de marcha em esteira com adição de carga ao membro

inferior não-parético de indivíduos com Acidente Vascular Cerebral e autorizo a

divulgação das informações por mim fornecidas em congressos e/ou publicações

científicas desde que nenhum dado possa me identificar.

Natal, ____/_____/_______.

Assinatura do participante da pesquisa

Declaração do pesquisador responsável

Como pesquisador responsável pelo estudo Efeitos do treino de marcha em

esteira com adição de carga ao membro inferior não-parético de indivíduos com

Acidente Vascular Cerebral, declaro que assumo a inteira responsabilidade de cumprir

fielmente os procedimentos metodologicamente e direitos que foram esclarecidos e

assegurados ao participante desse estudo, assim como manter sigilo e confidencialidade

sobre a identidade do mesmo.

Declaro ainda estar ciente que na inobservância do compromisso ora assumido

estarei infringindo as normas e diretrizes propostas pela Resolução 466/12 do Conselho

Nacional de Saúde – CNS, que regulamenta as pesquisas envolvendo o ser humano.

Natal, ____/_____/_______.

Assinatura do pesquisador responsável

Impressão datiloscópica do

participante

138

Apêndice 03: Formulário de identificação estruturado

FORMULÁRIO DE IDENTIFICAÇÃO ESTRUTURADO

DATA DA AVALIAÇÃO:

_______/_______/__________.

CÓDIGO:

_________________________

Nome: ____________________________________________________________

Data de Nascimento: ________/________/______ Idade: ___________________

Sexo: ( ) F ( ) M Estado civil: _______________________________

Escolaridade: ______________________________________________________

Profissão:__________________________Ocupação: _______________________

Endereço:____________________________________________________________

____________________________________________________________________

______________________________________________________________

Telefone residencial: __________________________

Celular: __________________________

Dados Demográficos



LABORATÓRIO DE INTERVENÇÃO E ANÁLISE DE MOVIMENTO

139

Primeiro episódio de AVC: ( ) Sim ( ) Não

Se não, número de episódios anteriores: ________________________________

Diagnóstico clínico (tipo do AVC atual): ( ) Isquêmico ( )

Hemorrágico

Sequela do AVC: ( ) Hemiparesia D ( ) Hemiparesia E

Tempo de sequela do AVC (meses): ____________________________________

Membro inferior dominante: _________

Patologias associadas:

( ) Alteração auditiva e/ou visual não corrigida

( ) Afasia motora

( ) Disartria

( ) Obesidade

( ) Distúrbio ortopédico nos MMII

( ) Osteoporose

( ) Artrite

( ) Diabetes Mellitus

( ) Hipertensão arterial sistêmica

( ) Doenças cardíacas – Se sim, qual(is)?_______________________________

____________________________ Todas são controladas? ( ) Sim ( ) Não

( ) Distúrbio Neurológico que afete a marcha

( ) Outra(s): ______________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

Dados Clínicos

140

Altura: ______________________ cm

Peso: _______________________ Kg

Faz uso de medicação contínua: ( ) Sim ( ) Não

Caso sim, qual (is): __________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

Faz uso de dispositivo auxiliar para caminhar: ( ) Sim ( ) Não

Caso sim, qual (is): __________________________________________________

Faz uso de órteses para os membros inferiores: ( ) Sim ( ) Não

Caso sim, qual (is): __________________________________________________

Realiza fisioterapia atualmente: ( ) Sim ( ) Não

Caso realize, há quanto tempo (meses):__________________________________

Número de quedas no último ano: ______________________________________

Número de quedas nos últimos seis meses: ______________________________

Em geral, o(a) senhor(a) tem medo de cair? ( ) Não ( ) Um pouco

( ) Moderado ( ) Muito

VELOCIDADE DA MARCHA NO SOLO (cronometrar caminhada normal em um

espaço de 10 metros): _____________ m/s

Dados Antropométricos

141

Apêndice 04: Registro do teste Timed Up and Go

REGISTRO DO TESTE TIMED UP AND GO (TUG)

TUG:

Tentativas (segundos): ______________ ________________ ______________

Média das 3 tentativas (segundos):

___________________




DATA DA AVALIAÇÃO:

_______/_______/__________.

CÓDIGO:

_________________________

142

Apêndice 05: Cartilha de orientações de exercícios domiciliares

143

Apêndice 06: Ficha de acompanhamento das sessões

FICHA DE ACOMPANHAMENTO DAS SESSÕES

FC Submáxima:______________________

Dia 1: ___/___/___ ( ) Realizou exercícios domiciliares

Sinais Vitais iniciais: PA: __________FC: ____________ FR: _____________

Sinais Vitais finais: PA: __________FC: ____________ FR: _____________

Distância percorrida: ____________________ Velocidade: ____________________



Sinais Vitais finais: PA: __________FC: _____________ FR: _____________









CÓDIGO:

_________________________

144

























145

Apêndice 07: Protocolo experimental da pesquisa

Full title: Effects of treadmill gait training with added load to the non-paretic lower limb

of individuals with Stroke: Protocol for a randomized clinical trial

Short title: Effects of added load on gait after Stroke

Tatiana S Ribeiro,1* Emília M. G. S. Silva,1 Isaíra A.P. Silva,1 Tállyta C.C. Silva,1

Hyanne Y. B. Pinto,1 Ana R.R. Lindquist.1

1 Department of Physical Therapy, Federal University of Rio Grande do Norte, Natal-RN,

Brazil.

Address:

Physical Therapy Department, Federal University of Rio Grande do Norte, 3000 Av.

Senador Salgado Filho, Post office box: 1524, Natal, RN, Zip Code: 59072-970, Brazil,

Tel: +55(84)3342-2010; Fax: +55(84)3342-2010.

*Corresponding author: Tatiana S Ribeiro, Physical Therapy Department, Federal

University of Rio Grande do Norte, 3000 Av. Senador Salgado Filho, Post office box:

1524, Natal, RN, Zip Code: 59072-970, Brazil, Tel: +55(84)3342-2010; Fax:

+55(84)3342-2010; Email: [email protected]

Palavras-chave: protocolos de tratamento, reabilitação, transtornos neurológicos da

marcha, equilíbrio postural, atividade motora, restrição física.

Key words: clinical protocols, rehabilitation, gait disorders, postural balance, motor

activity, restraint.

146

ABSTRACT

Background: Gait after stroke is characterized by the uncoordinated walking style, with

more body weight being sustained by non-paretic lower limb. Approaches that stimulate

the use of paretic limb through the restriction of using of non-paretic limb have proven

useful to making the function of limbs more symmetrical. Objective: To test the

hypothesis that the adding load to non-paretic lower limb during treadmill training is more

effective than treadmill training only, to improving gait parameters, postural balance,

motor coordination and functional mobility of stroke patients. Methods: This prospective

randomized trial will recruit 38 community-dwelling subacute stroke individuals, into

either a treadmill training with ankle load (experimental group) or without load (control

group), both undertaking daily training for two weeks. Primary outcomes will be

kinematic and kinetic gait parameters, and secondary outcomes will be postural balance,

motor coordination and functional mobility. These measurements will be collected by a

blinder evaluator to group allocation at baseline, at midtraining, at posttraining and

follow-up (40 days after the end of training). Two-way analysis of variance with repeated

measures will be used to determine if exist statistically significant differences among

baseline, midtraining, posttraining and follow-up measures for both groups. Intention-to-

threat analysis will be considered to data of dropouts. Conclusion: This study is the first

to develop a Constraint-Induced Movement Therapy protocol with load for lower limb of

stroke individuals. Although this protocol consists of a new and promising intervention,

the results will provide important insight about gait treatment of these patients.

Trial number registration: NCT02113098

147

BULLET POINTS

Constraint-Induced Movement Therapy (CIMT) has proven beneficial after stroke.

Few studies have addressed CIMT for lower limbs treatment.

This is a new and simple protocol about CIMT using load as a restriction.

Results will provide important insight about gait treatment after stroke.

INTRODUCTION

According to estimates of the last two decades, stroke scored as the third leading

cause of disability-adjusted life years (DALY) lost worldwide in 2010.1 Gait impairment

represents a major disabling factor after stroke, since most of those who can ambulate

remain unable to walk fast far enough to suitably perform their activities.

Recovery of gait function occurs preferentially in the first six months after stroke,

being strongly influenced by the degree of lower limb paresis.2,3 The weight bearing on

lower extremity is tolerated as soon as there is the restoration of muscle strength, being

estimated that the time needed to assume the upright position for 10 seconds is about 3

days post-stroke.4,5 Despite the short time required for the acquisition of this posture, it

may be noted expressive postural instability and weight bearing asymmetry in orthostatic

position, with more weight being sustained by non-paretic lower limb (NPLL).5 The

reluctance to support body weight on paretic limb seems to persist even with conventional

physical therapy,6 pointing out the need for effective and early interventions for

improvement of interlimb symmetry.

Constraint-induced movement therapy (CIMT)7 is an approach that aims to

stimulate the use of paretic limb through the restriction of use of non-paretic limb,

148

reducing the effects of disuse learned and making the function of limbs more symmetrical.

CIMT has as key elements the massive practice of functional activities, restriction of use

of non-paretic limb and behavioral strategies to increase the transfer of learning to daily

activities and adherence to treatment, being fairly used on upper limb motor recovery.

However, there is little information about the use of this practice on lower limbs.8

Using CIMT, Regnaux and co-workers9 were the first to use load as restriction to

NPLL during gait of subacute stroke patients (3-7 months post injury). Significant effects

were observed in gait speed, cadence and kinematics of the paretic lower limb (PLL) after

restricting NPLL through a load attached to the ankle, in a single session of treadmill

training. They also observed maintenance of most of these adaptations after 20 minutes

of load removal. Later, Bonnyaud and colleagues10 conducted a study with chronic stroke

patients (average 5.7 years post injury), in which a group used the same protocol proposed

by Regnaux;9 however, patients did not exhibit any gain related to the PLL.

Some studies have used other forms of restriction of NPLL, such as lifts to the

shoe,11 whole leg orthosis12-14 or even prosthesis,15 most of them in chronic stroke

patients. On the other hand, the load has proved to be useful as restriction without

inhibiting mobility or impairing postural stability.9 When applied in early stages post

stroke, it is believed that this approach can facilitate relearning of gait skills before

compensatory strategies are firmly established, which appears to be most effective.16

However, to our knowledge, there are no studies that evaluate the effects of CIMT

using load as a long-term intervention to improve hemiparetic gait. Thus, the main

objective of this study is to evaluate the effects of adding load to NPLL during treadmill

training on gait parameters of subacute stroke patients. We hypothesize that the addition

of load can stimulate the use of PLL, with improvement of interlimb symmetry, besides

149

improvements in postural balance, motor coordination and functional mobility of those

individuals.

METHODS

Design

This study is a prospective randomized trial, with randomization concealed and

single-blinded outcome assessment, according to Consolidated Standards of Reporting

Trials (CONSORT)17 recommendations. Community-dwelling stroke individuals will be

recruited by convenience and randomly allocated into either a treadmill training with

ankle load (experimental group) or treadmill training without load (control group), both

undertaking daily training for two weeks (9 sessions). Outcome measures will be

collected on baseline (day 0), midtraining (day 4), posttraining (day 9) and 40 days after

the end of training (follow-up) (Figure 1). Two researchers, who will be blinded to group

allocation, will complete both data collection and data analysis. These researchers have

had previous experience in gait analysis, including kinematic and kinetic analysis.

Ethical procedures

Ethical approval was granted by the Local Ethical Research Committee (protocol

number 488.293/2013) and was registered as a clinical trial on protocol registration

system of ClinicalTrials.gov (trial number NCT02113098).

150

Figure 1. Flow diagram to illustrate clinical trial design.

151

Inclusion and exclusion criteria

Patient inclusion will be made according to the following criteria:

have clinical diagnosis of their first unilateral stroke (ischemic or

hemorrhagic) which resulted in walking deficits;

have until 1 year after the onset of this stroke;9

are aged between 21 and 70 years;

not in pregnancy;

have ability to walk independently for 10 meters without walking aids,

with or without supervision;

have gait deficit, with gait speed classified as slow or moderate (less than

0.8 m/s);18

are able to understand simple motor commands.

Accordingly, patients will be excluded if they:

have unstable heart conditions and other adverse clinical conditions

affecting balance and / or gait, such orthopedic or neurological disorders.

Present pain and / or discomfort that impede completion of the training;

Present changes in blood pressure, with the systolic and diastolic values

above, respectively, 200 mmHg and 110 mmHg, before, during or after

training,19 and submaximal heart rate (HR) above the allowed values

during training, calculated using the formula [HRsub = 0.75 x (220 -

age)],20 where HRsub = submaximal heart rate.

Randomization

Randomization schedule will be computer-generated. A researcher who is not

involved in the study will maintain the schedule sequentially numbered and will put each

152

one in sealed opaque envelopes. Eligible participants will be randomly allocated to

experimental or control group after the treating therapist reveals the contents of the

envelopes.

Interventions

Therapists obtained training during two months to adequate the procedures, and

they have applied the proposed interventions in six patients, during the pilot study.

Participants will undergo treadmill training with these trained therapists during two

consecutive weeks, all weekdays, until they complete 9 sessions. Furthermore, as part of

behavioral strategies of CIMT, participants will be instructed to perform load discharge

exercises every day at home, consisting in transfer of body weight to PLL in both

anteroposterior and latero-lateral direction in standing position, three sets of 10

repetitions. An educational guide containing these exercises will be provided to patients

on day 0 (Figure 2).

Figure 2. Educational guide containing the exercises to be performed by patients at home.

153

Treadmill training will be started on day 1 and will end on day 9. The program

consists of 30-minute treadmill walking, with breaks for rest and cardiovascular

parameters record (HR and blood pressure) at the 10th and 20th minutes. HR will be

monitored throughout the session, so that training must occur to 50% of HR maximal (HR

target).21

All the participants will be instructed to use their usual footwear during the

training, and shall not use gait orthosis. Patients will wear a harness for stabilization,

without unweighting. On the first day, patients may hold on treadmill front bar with the

non-paretic hand, being encouraged by therapists to withdraw this support in subsequent

days. Therapists will monitor posture and body alignment, but will not provide manual

assistance, as the displacement of the PLL during swing phase of gait. However, verbal

corrections and incentives will be free. The speed of the treadmill will be the highest

comfortably tolerated by the individual,22 which can be increased in the beginning of each

new therapy session, since the patient has removed the support of treadmill bar.

The experimental group will perform this training (equal to control group), but

using a mass attached around the non-paretic ankle, with load equivalent to 5% of the

body weight of the individual. The load selected is similar to that used by Regnaux and

colleagues9 and is in accordance to our pilot data.

Outcome measures

Primary outcomes

Gait kinematic parameters will be obtained by Qualisys Motion Capture System®

(QUALISYS MEDICAL AB, Gothenburg, Sweden), consisting of eight cameras.

Kinematic parameters will be checked in a comfortable speed, while walking at a distance

of 8m and also performing the movement: standing up from a chair without armrests,

154

walking and circling (180° turns) a cone placed at the 1.35-m mark, walking back and

sitting down.

Kinetic parameters will be measured by two force plates (model 4060-08 - Bertec

Corporation®, OH, USA), that will capture ground reaction force of each lower limb in

standing position and walking.

Secondary outcomes

Secondary outcomes will be balance, motor co-ordination and functional mobility.

Static and dynamic balance will be measured using the Berg Balance Scale,23 which

presents good sensitivity and reliability in stroke patients.24

Motor co-ordination will be evaluated by the lower extremity motor co-ordination

test (LEMOCOT).25 It consists of moving each lower extremity, in seated position, as fast

and as accurately as possible, from one target to the other for 20 s. The number of on-

target touches constitutes the final score.

Functional mobility will be evaluated by Timed Up and Go (TUG) Test.26 TUG

Test evaluates the time required for an individual to stand up from a chair with armrests,

to walk 3 m, to turn around, to walk back to the chair, and to sit down. Shorter times

indicate better performance.27

Sample size estimates

Sample size was calculated adopting symmetry ratio of swing time as a primary

outcome measure (swing time of PLL/swing time of NPLL). Size effect was calculated

according to a randomized trial including community-dwelling people after stroke, who

participated in a walking program to improve symmetry.28 Accordingly, sample size has

been calculated to reliably detect group differences of 12% in symmetry ratio (with 80%

power at a two-tailed significance level of 0.05). The smallest number of participants

155

needed to detect expected difference is 34; however, considering 10% dropout ratio, a

final number of 38 participants (19 per group) has been determined.

Data analysis

Data analysis will be carried with the following variables:

Kinematics: speed (m/s), step length (m), paretic stance time (s), symmetry

ratio of swing time, time to stand up, turn 180° and sit down (s), number

of steps during 180° turns, maximum hip extension during stance (°),

maximum hip flexion during swing (°), maximum knee flexion during

swing (°) and ankle dorsiflexion (°);

Kinetic: root mean square of ground reaction force;

Balance: mean score of Berg Balance Scale;

Co-ordination: mean score of LEMOCOT;

Functional Mobility: mean time to perform the TUG Test.

Two-way analysis of variance with repeated measures will be used to determine

if there are statistically significant differences among baseline, midtraining, posttraining

and follow-up measures for the control and experimental groups.

Group descriptions will be presented as means and standard deviations, and effect

sizes at a 95% confidence interval will be reported. Intention-to-treat-analysis will be

carried to data of dropouts, using the last available value to represent missing evaluating

sessions.

DISCUSSION

If gait training with load on NPLL increases weight bearing on PLL and improves

interlimb symmetry, the gait of these patients will be more coordinated and consequently

156

with lower energy expenditure, which should lead to better levels of activity and social

participation of these individuals.9 Thus, it is believed that this training may be used to

improve gait after stroke, but also functional mobility, postural balance and coordination

of the lower limbs of these patients.

CONCLUSIONS

Although long-term treatment involving gait training with adding load to NPLL

consists of a new and promising intervention, the results can lead to important

clarifications on the most effective way to manage gait treatment, especially in subacute

stroke patients.

ACKNOWLEDGMENTS

Matheus Oliveira, Daniel Oliveira and Louise Ferreira provided patient´s

treatment. Mayara Costa analyzed kinematic data in Visual 3D software and Larissa

Trigueiro managed the randomization process.

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161

ANEXOS

162

Anexo 01: Parecer do Comitê de Ética em Pesquisa da UFRN

166

Anexo 02: Registro do ensaio clínico no ClinicalTrials.gov

169

Anexo 03: National Institute of Health Stroke Scale (NIHSS)

Instruções Definição de pontuação Pontos

1 a. Nível de consciência 0= alerta

1= sonolento, mas responde por estimulação

2= torporoso, requer estimulação repetida ou

dolorosa para responder aos comandos

3= coma, responde somente com reflexos

motores ou autonômicos, ou totalmente sem

resposta, flácido e com arreflexia

b. Nível de consciência –

Perguntas: Qual o mês do

ano e qual a sua idade?

0= responde ambas as perguntas

corretamente

1= responde uma pergunta corretamente

2= nenhuma resposta correta

c. Nível de consciência –

Solicitar para o paciente

fechar e abrir os olhos e

fechar e abrir a mão não-

parética

0= executa ambas as tarefas corretamente

1= executa uma tarefa corretamente

2= não executa nenhuma tarefa corretamente

2. Olhar – Solicitar

movimentos dos olhos para a

direita e para a esquerda

0= normal

1= paralisia parcial do olhar, paciente

incapaz de mover um ou ambos os olhos

completamente para ambas as direções

2= divergência, desvio conjugado dos olhos

para direita ou esquerda, paralisia total do

olhar

3. Visual – Solicitar a

contagem dos dedos nos

quadrantes superiores e

inferiores (direito e

esquerdo) avaliando cada

olho independentemente

0= nenhuma perda visual

1= hemianopsia parcial

2= hemianopsia completa

3= hemianopsia bilateral (incluindo cegueira

cortical)

170

4. Paralisia facial – Solicitar

para o paciente mostrar os

dentes ou levantar as

sobrancelhas e fechar os

olhos

0= movimento simétrico normal

1= pequena paralisia (apagamento do sulco

nasolabial e assimetria do sorriso)

2= paralisia parcial (total ou próxima a total

da face inferior)

3= paralisia completa de um ou ambos os

lados (ausência de movimento na face

superior e inferior)

5 e 6. Função motora do MS

e MI – Solicitar para o

paciente manter o braço em

flexão a 45º e a perna em

flexão de 30º durante 10

segundos, na posição supina,

iniciando com o membro não

parético

0= nenhum déficit, mantém a posição durante

10 segundos

1= déficit, o paciente mantém a posição, mas

antes dos 10 segundos o membro cai na cama

2= realiza algum esforço contra a gravidade,

mas não mantém a posição

3= nenhum esforço contra a gravidade,

quedas do membro

4= nenhum movimento

9= não testável

5 a. Braço esquerdo

5 a. Braço direito

6 a. Perna esquerda

6 b. Perna direita

7. Ataxia de membros –

Realizar as provas índice-

nariz e calcanhar-joelho

0= ausente

1= presente em um membro

2= presente em dois membros

Braço esquerdo ( ) = Não

( ) = Sim

( ) = amputação, fusão articular

Braço direito ( ) = Não

( ) = Sim


Perna esquerda ( ) = Não

( ) = Sim

171


Perna direita ( ) = Não

( ) = Sim


8. Sensibilidade – Realizar

estimulação dolorosa com

alfinete na região proximal

dos quatro membros

0= normal, nenhuma perda sensória

1= perda parcial, de leve a moderada perda

sensória; paciente se sente alfinetado, mas

com menor sensação no lado parético, ou

perda de dor, mas sente ser tocado

2= severa ou perda sensorial total; paciente

não discrimina o toque sem o estímulo

doloroso na face, braço e perna

9. Linguagem – Solicitar ao

paciente para identificar um

grupo de figuras e ler um

conjunto de sentenças (no

mínimo 3)

0= nenhuma afasia, normal

1= moderada afasia, alguma perda óbvia da

fluência ou da facilidade de compreensão,

sem limitação total nas idéias expressas ou na

forma de expressão

2= afasia severa, toda a comunicação é por

gestos, com grande dificuldade

3= mudo, afasia global, nenhuma fala

compreensível

10. Disartria – Solicitar para

o paciente ler uma lista de

palavras

0= normal

1= comprometimento leve a moderado,

pronúncias indistintas de pelo menos

algumas palavras, a leitura pode ser

entendida, mas com alguma dificuldade

2= comprometimento severo, a fala do

paciente está tão desarticulada que torna-se

ininteligível

9= não testável (intubado ou com outra

barreira física)

11. Extinção ou inatenção

(prévia negligência) –

0= nenhuma anormalidade

172

Solicitar para o paciente

descrever o que está

acontecendo na figura

apresentada numa folha de

papel, do lado direito e

esquerdo (compensar com a

cabeça qualquer perda

visual). Se não conseguir, o

paciente deverá reconhecer

uma estimulação tátil

simultânea e bilateral, com

os olhos fechados

1= negligência parcial, paciente é capaz de

reconhecer ou o estímulo cutâneo ou o

visual, em ambos os lados direito e esquerdo,

mas é incapaz de reconhecer os dois

estímulos satisfatoriamente

2= negligência completa, paciente é incapaz

de reconhecer os estímulos

173

Anexo 04: Functional Ambulatory Category (FAC)

CATEGORIAS DE DEAMBULAÇÃO FUNCIONAL:

NÍVEL

0 Incapaz de andar ou que necessita de ajuda de 2 terapeutas

1 Necessidade de suporte contínuo de uma pessoa para carregar o

sujeito e manter seu equilíbrio ou coordenação

2 Dependência contínua ou intermitente de outra pessoa para

ajudar no equilíbrio ou coordenação

3 Necessidade apenas de supervisão verbal. Precisam de alguém

ao lado para ganhar confiança

4 Move-se de forma independente, mas necessita de ajuda para

subir degraus ou em piso irregular

5 Independente na locomoção (incluindo subir degraus)

174

Anexo 05: Mini-Exame do Estado Mental (MEEM)

Funções cognitivas Pontos Escores

Orientação temporal 1. Qual é o(a) Ano?

Estação?

Data?

Dia?

Mês?

1

1

1

1

1

Orientação espacial 2. Onde estamos? Estado?

País?

Cidade?

Hospital?

Andar?

1

1

1

1

1

Memória imediata 3. Mencione três objetos (carro, bola e

boneca), levando 1 segundo para cada um. Então, pergunte ao

paciente sobre os três objetos após você os ter mencionado.

Estabeleça um ponto para cada resposta correta. Repita as

respostas, até o paciente aprender todos os três.

3

Atenção e cálculo 4. Série de sete. Pergunte ao paciente

sequencialmente (100 - 7), (93 - 7), (86 – 7), (79 – 7) e (72 – 7).

Estabeleça um ponto para cada resposta correta. Alternar: soletre

MUNDO de trás para frente.

5

175

Memória: evocação tardia 5. Pergunte o nome dos três objetos

aprendidos na questão 3. Estabeleça um ponto para cada resposta

correta.

3

Linguagem 6. Aponte para um lápis e um relógio. Faça o

paciente dizer o nome desses objetos conforme você os aponta.

7. Faça o paciente repetir “Não tem se nem mas”.

8. Faça o paciente seguir um comando de três estágios: “Pegue o

papel com a mão direita. Dobre o papel ao meio. Coloque o papel

no chão”.

9. Faça o paciente ler e obedecer ao seguinte: FECHE OS OLHOS.

10. Faça o paciente escrever uma frase de sua própria autoria (A

frase deve conter um sujeito e um objeto e fazer sentido. Ignore

erros de ortografia ao marcar o ponto).

2

1

3

1

1

Capacidade construtiva visual 11. Faça o paciente copiar o

desenho impresso. Estabeleça um ponto se todos os lados e

ângulos forem preservados e se os lados de interseção formarem

um quadrilátero.

1

Total 30

176

Anexo 06: Escala de Equilíbrio funcional de Berg (EEB)

Descrição do item ESCORE (0-4)

1 . Posição sentada para posição em pé _____

2 . Permanecer em pé sem apoio _____

3 . Permanecer sentado sem apoio _____

4 . Posição em pé para posição sentada _____

5 . Transferências _____

6 . Permanecer em pé com os olhos fechados _____

7 . Permanecer em pé com os pés juntos _____

8 . Alcançar a frente com os braços estendidos _____

9 . Pegar um objeto do chão _____

10. Virar-se para olhar para trás _____

11. Girar 360 graus _____

12. Posicionar os pés alternadamente no degrau_____

13. Permanecer em pé com um pé à frente _____

14. Permanecer em pé sobre um pé _____

Total _____

Instruções gerais

Por favor, demonstrar cada tarefa e/ou dar as instruções como estão descritas. Ao pontuar,

registrar a categoria de resposta mais baixa, que se aplica a cada item.

Na maioria dos itens, pede-se ao paciente para manter uma determinada posição durante

um tempo específico.

Progressivamente mais pontos são deduzidos, se o tempo ou a distância não forem

atingidos, se o paciente precisar de supervisão (o examinador necessita ficar bem próximo

do paciente) ou fizer uso de apoio externo ou receber ajuda do examinador. Os pacientes

devem entender que eles precisam manter o equilíbrio enquanto realizam as tarefas. As

escolhas sobre qual perna ficar em pé ou qual distância alcançar ficarão a critério do

paciente. Um julgamento pobre irá influenciar adversamente o desempenho e o escore do

paciente.

177

Os equipamentos necessários para realizar os testes são um cronômetro ou um relógio

com ponteiro de segundos e uma régua ou outro indicador de: 5, 12,5 e 25 cm. As cadeiras

utilizadas para o teste devem ter uma altura adequada. Um banquinho ou uma escada

(com degraus de altura padrão) podem ser usados para o item 12.

1. Posição sentada para posição em pé

Instruções: Por favor, levante-se. Tente não usar suas mãos para se apoiar.

( ) 4 capaz de levantar-se sem utilizar as mãos e estabilizar-se independentemente

( ) 3 capaz de levantar-se independentemente utilizando as mãos

( ) 2 capaz de levantar-se utilizando as mãos após diversas tentativas

( ) 1 necessita de ajuda mínima para levantar-se ou estabilizar-se

( ) 0 necessita de ajuda moderada ou máxima para levantar-se

2. Permanecer em pé sem apoio

Instruções: Por favor, fique em pé por 2 minutos sem se apoiar.

( ) 4 capaz de permanecer em pé com segurança por 2 minutos

( ) 3 capaz de permanecer em pé por 2 minutos com supervisão

( ) 2 capaz de permanecer em pé por 30 segundos sem apoio

( ) 1 necessita de várias tentativas para permanecer em pé por 30 segundos sem apoio

( ) 0 incapaz de permanecer em pé por 30 segundos sem apoio

Se o paciente for capaz de permanecer em pé por 2 minutos sem apoio, dê o número total

de pontos para o item

No. 3. Continue com o item No. 4.

3. Permanecer sentado sem apoio nas costas, mas com os pés apoiados no chão ou

num banquinho

Instruções: Por favor, fique sentado sem apoiar as costas com os braços cruzados por 2

minutos.

( ) 4 capaz de permanecer sentado com segurança e com firmeza por 2 minutos

( ) 3 capaz de permanecer sentado por 2 minutos sob supervisão

( ) 2 capaz de permanecer sentado por 30 segundos

( ) 1 capaz de permanecer sentado por 10 segundos

( ) 0 incapaz de permanecer sentado sem apoio durante 10 segundos

178

4. Posição em pé para posição sentada

Instruções: Por favor, sente-se.

( ) 4 senta-se com segurança com uso mínimo das mãos

( ) 3 controla a descida utilizando as mãos

( ) 2 utiliza a parte posterior das pernas contra a cadeira para controlar a descida

( ) 1 senta-se independentemente, mas tem descida sem controle

( ) 0 necessita de ajuda para sentar-se

5. Transferências

Instruções: Arrume as cadeiras perpendicularmente ou uma de frente para a outra para

uma transferência

em pivô. Peça ao paciente para transferir-se de uma cadeira com apoio de braço para uma

cadeira sem

apoio de braço, e vice-versa. Você poderá utilizar duas cadeiras (uma com e outra sem

apoio de braço)

ou uma cama e uma cadeira.

( ) 4 capaz de transferir-se com segurança com uso mínimo das mãos

( ) 3 capaz de transferir-se com segurança com o uso das mãos

( ) 2 capaz de transferir-se seguindo orientações verbais e/ou supervisão

( ) 1 necessita de uma pessoa para ajudar

( ) 0 necessita de duas pessoas para ajudar ou supervisionar para realizar a tarefa com

segurança

6. Permanecer em pé sem apoio com os olhos fechados

Instruções: Por favor, fique em pé e feche os olhos por 10 segundos.

( ) 4 capaz de permanecer em pé por 10 segundos com segurança

( ) 3 capaz de permanecer em pé por 10 segundos com supervisão

( ) 2 capaz de permanecer em pé por 3 segundos

( ) 1 incapaz de permanecer com os olhos fechados durante 3 segundos, mas mantém-se

em pé

( ) 0 necessita de ajuda para não cair

7. Permanecer em pé sem apoio com os pés juntos

Instruções: Junte seus pés e fique em pé sem se apoiar.

179

( ) 4 capaz de posicionar os pés juntos independentemente e permanecer por 1 minuto

com segurança

( ) 3 capaz de posicionar os pés juntos independentemente e permanecer por 1 minuto

com supervisão

( ) 2 capaz de posicionar os pés juntos independentemente e permanecer por 30 segundos

( ) 1 necessita de ajuda para posicionar-se, mas é capaz de permanecer com os pés juntos

durante 15 segundos

( ) 0 necessita de ajuda para posicionar-se e é incapaz de permanecer nessa posição por

15 segundos

8. Alcançar a frente com o braço estendido permanecendo em pé

Instruções: Levante o braço a 90º. Estique os dedos e tente alcançar a frente o mais longe

possível.

O examinador posiciona a régua no fim da ponta dos dedos quando o braço estiver a 90º.

Ao serem esticados para frente, os dedos não devem tocar a régua. A medida a ser

registrada é a distância que os dedos conseguem alcançar quando o paciente se inclina

para frente o máximo que ele consegue. Quando possível, peça ao paciente para usar

ambos os braços para evitar rotação do tronco).

( ) 4 pode avançar à frente mais que 25 cm com segurança

( ) 3 pode avançar à frente mais que 12,5 cm com segurança

( ) 2 pode avançar à frente mais que 5 cm com segurança

( ) 1 pode avançar à frente, mas necessita de supervisão

( ) 0 perde o equilíbrio na tentativa, ou necessita de apoio externo

9. Pegar um objeto do chão a partir de uma posição em pé

Instruções: Pegue o sapato/chinelo que está na frente dos seus pés.

( ) 4 capaz de pegar o chinelo com facilidade e segurança

( ) 3 capaz de pegar o chinelo, mas necessita de supervisão

( ) 2 incapaz de pegá-lo, mas se estica até ficar a 2-5 cm do chinelo e mantém o equilíbrio

independentemente

( ) 1 incapaz de pegá-lo, necessitando de supervisão enquanto está tentando

( ) 0 incapaz de tentar, ou necessita de ajuda para não perder o equilíbrio ou cair

180

10. Virar-se e olhar para trás por cima dos ombros direito e esquerdo enquanto

permanece em pé

Instruções: Vire-se para olhar diretamente atrás de você por cima do seu ombro esquerdo

sem tirar os pés do chão. Faça o mesmo por cima do ombro direito.

(O examinador poderá pegar um objeto e posicioná-lo diretamente atrás do paciente para

estimular o movimento)

( ) 4 olha para trás de ambos os lados com uma boa distribuição do peso

( ) 3 olha para trás somente de um lado, o lado contrário demonstra menor distribuição do

peso

( ) 2 vira somente para os lados, mas mantém o equilíbrio

( ) 1 necessita de supervisão para virar

( ) 0 necessita de ajuda para não perder o equilíbrio ou cair

11. Girar 360 graus

Instruções: Gire-se completamente ao redor de si mesmo. Pausa. Gire-se completamente

ao redor de si mesmo em sentido contrário.

( ) 4 capaz de girar 360 graus com segurança em 4 segundos ou menos

( ) 3 capaz de girar 360 graus com segurança somente para um lado em 4 segundos ou

menos

( ) 2 capaz de girar 360 graus com segurança, mas lentamente

( ) 1 necessita de supervisão próxima ou orientações verbais

( ) 0 necessita de ajuda enquanto gira

12. Posicionar os pés alternadamente no degrau ou banquinho enquanto permanece

em pé sem apoio

Instruções: Toque cada pé alternadamente no degrau/banquinho. Continue até que cada

pé tenha tocado o degrau/banquinho quatro vezes.

( ) 4 capaz de permanecer em pé independentemente e com segurança, completando 8

movimentos em 20 segundos

( ) 3 capaz de permanecer em pé independentemente e completar 8 movimentos em mais

que 20 segundos

( ) 2 capaz de completar 4 movimentos sem ajuda

( ) 1 capaz de completar mais que 2 movimentos com o mínimo de ajuda

( ) 0 incapaz de tentar, ou necessita de ajuda para não cair

181

13. Permanecer em pé sem apoio com um pé à frente

Instruções: (demonstre para o paciente) Coloque um pé diretamente à frente do outro na

mesma linha; se você achar que não irá conseguir, coloque o pé um pouco mais à frente

do outro pé e levemente para o lado.

( ) 4 capaz de colocar um pé imediatamente à frente do outro, independentemente, e

permanecer por 30 segundos

( ) 3 capaz de colocar um pé um pouco mais à frente do outro e levemente para o lado,

independentemente, e permanecer por 30 segundos

( ) 2 capaz de dar um pequeno passo, independentemente, e permanecer por 30 segundos

( ) 1 necessita de ajuda para dar o passo, porém permanece por 15 segundos

( ) 0 perde o equilíbrio ao tentar dar um passo ou ficar de pé

14. Permanecer em pé sobre uma perna

Instruções: Fique em pé sobre uma perna o máximo que você puder sem se segurar.

( ) 4 capaz de levantar uma perna independentemente e permanecer por mais que 10

segundos

( ) 3 capaz de levantar uma perna independentemente e permanecer por 5-10 segundos

( ) 2 capaz de levantar uma perna independentemente e permanecer por mais que 3

segundos

( ) 1 tenta levantar uma perna, mas é incapaz de permanecer por 3 segundos, embora

permaneça em pé independentemente

( ) 0 incapaz de tentar, ou necessita de ajuda para não cair

( ) Escore total (Máximo = 56)

182

Anexo 07: Artigo de revisão desenvolvido no período do estudo

universidade federal do rio grande do norte centro … · mais difíceis. te amo. aos meus amigos...

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