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Mémoire de Maîtrise
DOI
https://doi.org/10.11606/D.100.2020.tde-15122020-125353
Document
Auteur
Nom complet
Bárbara Carneiro Pulcineli
Adresse Mail
Unité de l'USP
Domain de Connaissance
Date de Soutenance
Editeur
São Paulo, 2020
Directeur
Jury
Ervilha, Ulysses Fernandes (Président)
Campo, Alexandre Brincalepe
Magalhães, Fernando Henrique
Sousa, Miguel Angelo de Abreu de
Titre en portugais
Efeito da dor muscular aguda na redistribuição da força isométrica gerada simultaneamente pelos quatro membros durante uma tarefa motora de geração de força alvo
Mots-clés en portugais
Controle motor
Dor muscular aguda
Efeito Hall
Redistribuição de esforços isométricos
Tarefa motora com quatro membros
Resumé en portugais
Ao executar uma tarefa motora bilateral o corpo humano tende a partilhar a carga entre os membros envolvidos de forma que cada um exerça esforço equivalente. Quando um dos componentes é submetido à dor experimentalmente induzida, a distribuição de esforços torna-se desigual, sobrecarregando o membro não dolorido. O objetivo deste trabalho foi verificar a influência da dor muscular na redistribuição de esforços isométricos numa tarefa motora que envolve geração de força conjunta dos quatro membros em uma tarefa de perseguição ao alvo, bem como desenvolver dispositivo vestível medidor de força que possibilitasse tal estudo. Participaram do experimento sete voluntários (25 ± 3 anos), sendo quatro mulheres e três homens, todos destros. O estudo contou com duas sessões, experimental e placebo, nas quais os voluntários foram submetidos a infusão de solução salina, respectivamente de 6% e 0,9%, no músculo bíceps braquial do membro dominante. Os indivíduos foram acomodados numa cadeira acoplada a uma estrutura fixa com apoio para os quatro membros de modo a manter os cotovelos flexionados a 90º e os joelhos a 120º, com dispositivo de medição de força acoplado em cada membro. Uma força alvo foi apresentada na tela de um computador e os voluntários foram instruídos a gerar força com os quatro membros de tal maneira que a somatória destas forças deveria ser igual à força alvo. Tal procedimento foi realizado durante cinco minutos, sendo que a cada seis segundos de esforço houve seis segundos de repouso. O alvo foi intercalado entre dois intervalos, um de 10% à 40% do máximo, seguido de outro entre 50% e 80% do máximo. Cada alvo foi observado por três vezes. Em cada sessão houve três repetições, sendo a primeira antes da infusão de solução salina, a segunda, imediatamente depois e a terceira, ao menos quarenta minutos após a dor cessar por completo. Dois protótipos de sensores de força foram construídos e testados. O protótipo do dispositivo vestível medidor de força, baseado no conjunto sensor de efeito Hall-elastômero-imã, falhou tanto na precisão quanto na repetibilidade, sendo desconsiderado para a aplicação no experimento. O protótipo seguinte, cujo princípio de funcionamento consistiu em uma célula de carga baseada em extensômetros foi concluído com êxito, sendo capaz de atender aos requisitos do projeto, com capacidade total de cada dispositivo igual a 50Kgf e o erro máximo de 0,7%. Devido a interrupção dos testes em razão da pandemia de Sars-CoV2, não foi possível identificar o comportamento motor em relação à distribuição de força entre os quatro membros nas condições com e sem dor. Contudo, há indícios de que, na condição sem dor, os membros inferiores produzem mais força do que os superiores e possivelmente o membro superior dominante produza mais força que o não-dominante. Outro ponto, é que a força alvo não mostrou sinais de que tem potencial para alterar a distribuição de esforços durante a tarefa de perseguição ao alvo. O experimento deve ser realizado novamente, com um número adequado de voluntários, para resultados conclusivos
Titre en anglais
Effect of acute muscle pain in the redistribution of the isometric force produced simultaneously by the four limbs during a motor task of generating a target force
Mots-clés en anglais
Acute muscle pain
Hall effect
Motor control
Motor task with four limbs
Redistribution of isometric efforts
Resumé en anglais
When performing a bilateral motor task, the human body tends to share the load among the limbs involved so that each exerts an equivalent effort. When one of the components is subjected to experimentally induced pain, the distribution of efforts becomes uneven, overloading the non-painful limb. The objective of this study was to verify the influence of muscle pain on the redistribution of isometric efforts in a motor task that involves the generation of joint strength of the four members in a task of pursuing the target, as well as to develop a wearable force-measuring device that would allow such a study. Seven volunteers participated in the experiment (25 ± 3 years), four women and three men, all right-handed. The study had two sessions, experimental and placebo, in which the volunteers were submitted to an infusion of saline solution, 6% and 0.9%, respectively, in the biceps brachii muscle of the dominant limb. The individuals were accommodated in a chair attached to a fixed structure with support for the four limbs in order to keep the elbows flexed at 90º and the knees at 120º, with a force measurement device attached to each limb. A target force was presented on a computer screen and the volunteers were instructed to generate force with the four limbs in such a way that the sum of these forces should be equal to the target force. This procedure was carried out for five minutes, with every six seconds of effort there was six seconds of rest. The target was inserted between two intervals, one of 10% to 40% of the maximum isometric voluntary contraction, followed by another between 50% and 80% of the MIVC. Each target was observed three times. In each session, there were three repetitions, the first before saline infusion, a second one immediately afterwards and the third, at least forty minutes after the pain had completely ceased. Two prototypes of force sensors were built and tested. A prototype of wearable force-measuring device, based on the Hall-elastomer-magnet effect sensor failed both in accuracy and repeatability, and was disregarded for application in the experiment. The following prototype, whose operating principle consisted of a load cell based on strain gauges, was successfully completed, being able to meet the requirements of the project, with the total capacity of each device equal to 50Kgf and the maximum error of 0.7%. Unfortunately the tests were interrupted due to the Sars-CoV2 pandemic, making it impossible to identify the motor behavior in relation to the distribution of strength between the four limbs in conditions with and without pain. However, there is evidence that, in the pain-free condition, the lower limbs produce more strength than the upper limbs and possibly the dominant upper limb produces more strength than the non-dominant one. Another point is that the target force showed no signs that it has the potential to alter the distribution of efforts during the task of pursuing the target. The experiment must be performed again, with an adequate number of volunteers, for conclusive results
 
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Date de Publication
2021-06-23
 
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