azevedo et al[1]. emg bíceps por 2001

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AVALIAÇÃO DA ATIVIDADE ELÉTRICA DO
MÚSCULO BÍCEPS BRAQUIAL DURANTE O
EXERCÍCIO COM UMA RESISTÊNCIA ELÁSTICA,
COMPARADO AO EXERCÍCIO COM UMA
RESISTÊNCIA FIXA
F. Azevedo, N. Alves., A. Carvalho, R. Negrão Filho
Universidade Estadual Paulista - Faculdade de Ciências e Tecnologia / Departamento de Fisioterapia.
Laboratório de Fisioterapia Aplicada ao Movimento Humano.
Rua Roberto Simonsem, 305 Cep: 19060-900 /Presidente Prudente / São Paulo / Brasil.
 micolis@uol.com.br
RESUMO
Apresenta-se um estudo do comportamento da
atividade elétrica (EMG) do músculo bíceps braquial
de pessoas sadias, quando submetidas a uma série de
exercícios dinâmico resistidos cujas formas de
resistências utilizadas foram um tubo de látex
(resistência elástica) e um peso fixo (halteres de
4Kg). Este estudo teve por objetivo comparar as
relações entre a EMG e a força gerada pelo músculo
bíceps braquial quando submetido a estes dois tipos
de resistência. O sinal elétrico do músculo estudado
foi coletado através de um condicionador sinais
utilizando-se eletrodos de superfície passivos
bipolares do tipo BECKMAN. A força muscular
dinâmica produzida pelo músculo foi determinada
através de algoritmos baseados em um modelo
biomecânico dinâmico do sistema formado pela
articulação do cotovelo e pelo músculo bíceps
braquial. Desta forma procuramos indicar de
maneira objetiva as relações, no domínio do tempo,
do padrão elétrico e da força produzida durante os
dois tipos de exercícios. Estas relações
possibilitaram ao final do trabalho, uma melhor
compreensão do sistema de exercício com a corda
elástica no aspecto do comportamento muscular
durante o exercício com a resistência elástica.
Palavras chaves: Bíceps braquial, Biomecânica,
Resistência elástica, Exercício dinâmico, EMG de
superfície, Força muscular.
1. INTRODUÇÃO
A melhora na prescrição de protocolos de
reeducação muscular (treinamento dinâmico de
força) por parte dos fisioterapeutas passa pelo uso
correto da corda elástica (Tubo de Látex) com fins
terapêuticos. A corda elástica surgiu na década de 80
nos ginásios de reabilitação dos E.U.A., em forma
de faixas elásticas (Thera-Band®)1. Estas eram
utilizadas como alternativa aos halteres e aos
aparelhos de musculação, pois o custo e a
versatilidade do material permitiam que os
pacientes se exercitassem em praticamente
qualquer local, principalmente em suas casas. A
corda elástica promove uma resistência
progressiva durante um exercício dinâmico e
pode ser utilizada como forma mista de
exercício, pois com ela pode-se exercitar tanto
positivamente (contração concêntrica) como
negativamente (contração excêntrica) um
músculo ou grupo muscular [1,2,3,4].
Alguns terapeutas utilizam usualmente na prática
ambulatorial a corda elástica como forma de
exercitar isocinéticamente um músculo ou grupo
muscular. Estudos recentes apontam como
verdadeira esta afirmação no que diz respeito a
geração de força muscular durante um exercício
com uma resistência elástica, entretanto eles
demonstram também a necessidade de se
conhecer de forma mais detalhada as interações
entre a resistência elástica e a força gerada por
um músculo ou grupo muscular e as
conseqüências da sua aplicação durante um
protocolo de uso prolongado com o objetivo de
fortalecimento múscular [5,6].
O outro método de exercício, cuja forma de
resistência é a carga fixa, foi inserido neste
trabalho com o objetivo de nos fornecer
parâmetros tanto para o melhor entendimento do
comportamento muscular durante o outro tipo de
exercício como também para nos permitir
discutir os resultados com base na ampla
literatura que aborda o treinamento muscular
utilizando-se da carga fixa [1,2].
 
1 Thera-band and Associated Colors are trademarks of the
Hygenic Corporation. ©1998 The Hygenic Corporation. All
rightsreserved.
Xioma Rojas
Memorias II Congreso Latinoamericano de Ingeniería Biomédica, Habana 2001, Mayo 23 al 25, 2001, La Habana, Cuba
Xioma Rojas
 
Xioma Rojas
950-7132-57-5 (c) 2001, Sociedad Cubana de Bioingeniería, artículo 00119
A eletromiografia de superfície (EMG) é uma
ferramenta amplamente utilizada em processos de
avaliação clinica. A EMG pode apresentar de
alguma forma uma correlação com os fenômenos
internos e por conta disso, alguns trabalhos tentam
demonstrar a relação entre a EMG
E a força produzida pelo músculo durante um
exercício. Estes trabalhos nos mostram que esta
relação não é linear e está sujeita à interação de
variáveis incontroláveis [7,8,9,10].
Os dados da força gerada pelo músculo bíceps nos
fornece parâmetros de comparação e de avaliação
importantes, pois através destes dados sabemos
como o músculo está se comportando, em termos de
geração de força, durante o exercício. Os dados
utilizados foram obtidos através de experimentos
nos mesmos indivíduos utilizados neste trabalho.
Com base em modelos biomecânicos simples
bidimensionais e nos algoritmos elaborados
,determinamos a força dinâmica gerada pelo
músculo durante os dois tipos de exercícios
[6,11,12].
Dentro deste contexto propomos avaliar o
comportamento elétrico do músculo bíceps de
indivíduos submetidos ao exercício com a
resistência elástica e com a resistência fixa,
utilizando dados da força muscular gerada durante
os dois tipos de exercício como referência para o
entendimento da EMG do músculo bíceps.
2. METODOLOGIA
1. Corda elástica (tubo de látex).
Foram utilizadas como cordas elásticas, tubos de
látex novos, No. 204 da marca Lengruber2, com
diâmetro de 12 mm e luz3 de diâmetro de 6mm, de
diferentes comprimentos (90cm, 63cm, e 48cm,
respectivamente para o indivíduo 1, 2 e 3) e com
coeficiente de elasticidade igual a 20N. Tendo preso,
amarrado com barbante de algodão, em cada ponta
uma argola de ferro.
2. Indivíduos.
Colaboraram com o experimento 3 indivíduos do
sexo masculino, sadios, com idade igual a 20 anos e
com variações nas medidas antropométricas
correspondentes a tabela 1:
3. Protocolo de coleta de dados.
Os dados coletados durante o experimento foram: o
ângulo da articulação do cotovelo, e a EMG de
superfície do músculo bíceps braquial.
 
2 Lengruber, Comércio de látex Ltda. São Paulo –SP.
3 Nome dado à parte interna, oca, do tubo de látex.
Para o experimento com a corda elástica, o
indivíduo foi posicionado em pé e foi fixado na
mão, uma das extremidades da corda elástica e a
outra foi fixada no chão.
Tabela 1
Características antropométricas dos indivíduos
utilizados para os experimentos.
A La c a
I. 1 185 35 37 5
I. 2 179 33 35 5
I. 3 163 30 31,5 4,5
A – Altura (cm); La – Comprimento do antebraço (cm)4; c –
Comprimento do braço (cm); a – Distância da articulação do
cotovelo a inserção do bíceps (cm)4.
O indivíduo realizou 10 movimentos de flexão e
extensão do cotovelo, partindo de 0o (posição de
repouso) até aproximadamente 125o, voltando a
0o (posição de repouso) concluindo assim um
ciclo. A coleta para o um "pacote" de 10 ciclos
foi realizada em uma velocidade angular
constante, com o auxilio de um metrônomo
digital que marcava um ritmo de 60bpm (batidas
por minuto).
Para a captação da atividade elétrica do músculo
foram utilizados mini eletrodos de superfície,
bipolares (Ag/AgCl), tipo BECKMAN, com
diâmetro de 11 mm e superfície de detecção de
2mm. Estes eletrodos foram fixados a 2cm
abaixo do ponto motor localizado no ventre da
porção longa do músculo bíceps braquial. A
localização do ponto motor de cada indivíduo foi
feita através de estimulação elétrica. Os eletrodos
foram fixados na pele através de fita adesiva tipo
microporo, com uma distância de 3cm de centro
a centro e conectados ao coletor de sinais por
cabos de 120 cm de comprimento.
O eletrogoniometro foi fixado, na articulação do
cotovelo.
A corda elástica foi adaptadaa altura do
indivíduo testado de modo a não oferecer
resistência quando em descanso, no entanto esta
também não estava frouxa. Chamamos este
estado inicial da corda antes do movimento como
estado de tensão zero.
Para o experimento com o peso fixo, seguimos
os mesmos procedimentos citados acima, no
entanto neste modo de exercício foi utilizado um
halteres de 4Kg.
4. Coleta de Dados (eletrogoniometria, e EMG).
Para a eletrogoniometria, foi utilizado um
eletrogoniometro constituído de duas hastes
plásticas de 30 cm de comprimento, 0.5 cm de
espessura e 3 cm de largura, ligadas em uma das
 
4 Determinado a partir de aferições de radiografias tiradas dos
indivíduos.
extremidades por um potenciômetro linear de 10K.
Os sinais provenientes do eletrogoniometro e da
EMG foram captados em um módulo condicionador
de sinais, modelo MCS 1000 – V2, da marca Lynx5,
com 16 canais de entrada analógica. Um canal foi
configurado para receber sinais do elétrogoniometro.
Este foi calibrados para receber até 2V, além de uma
freqüência de 20 Hz no filtro passa baixa.
 Outro canal neste condicionador foi calibrado para a
captação dos sinais elétricos do músculo. O canal
para a EMG foi calibrado para filtrar os sinais
analógicos com freqüência de corte de 20 Hz no
filtro passa alta e 500 Hz no filtro passa baixa
realizada através de filtro analógico, tipo
“Butterworth” de dois pólos e com um ganho final
de 600 vezes.
Todos os sinais analógicos foram amplificados e
preparados para serem digitalizados através de uma
placa de conversão de sinal analógico para digital
(A/D) modelo CAD 12/36 da empresa Lynx, de 12
bits de resolução, com 16 entradas analógicas, a
freqüência de amostragem utilizada foi de 1000 Hz.
Para a aquisição e armazenamento em arquivos de
dados dos sinais digitalizados foi utilizado o
software Aqdados, da Lynx, versão 4.0 para o
sistema operacional Microsoft – DOS.
5. Tratamento dos sinais de EMG.
Para o tratamento dos dados de EMG foi utilizado o
software Microcal Origim ver. 3.54.
Os 10 movimentos de cada indivíduo foram
divididos em 10 pacotes separados para facilitar o
tratamento e posterior análise.
Todos os sinais de EMG foram tratados para
posterior comparação e análise, conforme descrito
nas seguintes etapas: i) retificação total do sinal –
também conhecido como retificação de onda
completa; ii) normalização da amplitude do sinal,
que neste caso foi empregado a média do sinal
retificado da atividade dinâmica como valor de
referência; iii) envoltório linear – obtido a partir do
traçado retificado, fazendo uso de um filtro (passa-
baixa) digital com freqüência de corte de 5Hz e que
resulta num envoltório que segue o contorno do sinal
de EMG; iv) normalização da base de tempo –
procedimento que tem como objetivo normalizar o
tempo de atividade dos diferentes sinais coletados,
onde o tempo é convertido em porcentagem do
tempo de movimento (0 a 100%) [13,14,15,16].
Os dados provenientes da eletrogoniometria
passaram pela normalização na base de tempo, e dos
dez sinais obtidos de cada indivíduo foi obtida uma
média para cada um que serviu como referencia para
a plotagem dos gráficos apresentados nos resultados.
 
5 Lynx Tecnologia Eletrônica Ltda. Rua Sales Junior, 476 – São
Paulo - Brasil
6. Tratamento estatístico dos dados de EMG.
Após o tratamento dos sinais de EMG estes
foram aplicados ao método de comparação
paramétrica indicado para n ³ 3, One-Way
ANOVA, onde o valor de p £ 5 corresponde a
diferenças significativas entre a média dos dados
submetidos a comparação.
3. RESULTADOS
A figura 1 apresenta os gráficos resultantes da
força dinâmica e da EMG gerada pelo músculo
bíceps braquial durante o exercício com a corda
elástica.
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
0
1
2
3
P
o
rc
e
n
ta
g
e
m
 d
e
 a
ti
v
a
çã
o
Ciclo do movimento (%)
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
0
50
100
150
200
 Indivíduo 1
 Indivíduo 2
 Indivíduo 3
Fo
rç
a
 (
N
)
Fig. 1 - Gráfico da força dinâmica e da EMG gerada pelo
músculo bíceps braquial dos três indivíduos durante o
exercício com a resistência elástica.
A figura 2 apresenta os gráficos resultantes da
força dinâmica e da EMG gerada pelo músculo
bíceps braquial durante o exercício com a
resistência fixa (4Kg).
0 20 40 60 80 100
0
1
2
3
4
5
P
o
rc
e
n
ta
g
e
m
 d
e
 a
ti
v
a
çã
o
Ciclo do movimento (%)
0 20 40 60 80 100
0
100
200
300
400
500
600
 Indivíduo 1
 Indivíduo 2
 Indivíduo 3
Fo
rç
a
 (
N
)
Fig. 2 - Gráfico da força dinâmica e da EMG gerada pelo
músculo bíceps braquial dos três indivíduos durante o
exercício com a resistência fixa (4Kg).
Observando as figuras 1 e 2 podemos observar que
nos dois modos de exercício os traçados da EMG
são muito parecidos para os três indivíduos. Nos
exercícios com a corda e com o peso fixo o pico
acontece em aproximadamente 40%, próximo a
transição do movimento de flexão e extensão. Um
aspecto interessante observado é que no exercício
com a resistência elástica os traçados da EMG são
mais suaves enquanto que no outro modo de
exercício os traçados da EMG apresentam picos
menores a direita do movimento.
Após aplicar estes resultados ao tratamento
estatístico observou-se que todas as combinações de
dados da EMG comparadas (para os três indivíduos)
apresentaram p > 5. Este valor permite afirmamos
que não foram encontradas diferenças significativas
na atividade elétrica do músculo bíceps durante os
dois tipos de exercício para os três indivíduos
testados.
4. DISCUSSÃO
Os resultados apresentados acima nos permite fazer
alguns apontamentos relevantes.Na figura 1
observamos uma discreta relação entre a geração de
força e a EMG do bíceps, no entanto apesar de a
força permanecer estabilizada em aproximadamente
60% do ciclo do movimento a amplitude do sinal de
EMG não se estabiliza junto. Na figura 2 podemos
observar que apesar de o músculo estar deixando de
gerar força a amplitude do sinal da EMG aumenta.
As analises apresentadas acima correspondem aos
relatos sobre a relação entre EMG X força
encontrados na literatura estudada [7,8,9,11].
Um ponto em comum entre os dois tipos de
exercício é que em aproximadamente 40% do
movimento os dois gráficos da EMG apresentam seu
maior pico. Podemos sugerir que este fenômeno
pode estar relacionado a algum mecanismo neuro-
fisiológico que age durante a mudança no tipo de
contração muscular, pois neste momento o indivíduo
esta próximo a transição do movimento de flexão e
extensão [3].
Outro ponto interessante é que as diferenças
antropométricas entre os indivíduos e a mudança no
modo de resistência utilizada durante o exercício
produzem diferenças significativas na geração de
força. Estas diferenças acontecem pela diferença
entre os braços de alavancas e as ralações de
momento a que estas estão sujeitas e pelo tipo de
carga a que o indivíduo é submetido[6]. Estas
mesmas relações de momento e a diferença na carga
não alteram significativamente o sinal de EMG do
músculo bíceps quando comparamos os dois tipos de
exercício para os três indivíduos testados.
Diante destes resultados é claro que estudos mais
abrangentes devem ser realizados utilizando-se de
ferramentas que possibilitem a apresentação de
novas relações entre o sinal de EMG gerado pelo
músculo com outros fenômenos fisiológicos
durante o exercício com a resistência elástica.
5. CONCLUSÕES
Com base nos resultados apresentados e na
literatura estudada podemos concluir que:
a) Apesar de não existir diferença
estatisticamente significante entre os sinais
EMG dos indivíduos exercitados com
resistência elástica e fixa, podemos afirmar
que os resultados evidenciamtendência de
comportamento elétrico diferentes.
b) As diferenças antropométricas entre os
indivíduos testados não representam um fator
de alteração do padrão do traçado
eletromiográfico gerado pelo músculo bíceps
durante os dois tipos de exercício.
c) A mudança no tipo da carga durante o
exercício não representa um fator de
alteração do padrão do traçado
eletromiográfico gerado pelo músculo bíceps.
d) Novos estudos devem ser realizados
utilizando-se de formas diferentes de
tratamento do sinal de EMG, como por
exemplo a analises do sinal no domínio da
freqüência e a utilização de ferramentas de
análise não linear, no objetivo de se
aprimorar o conhecimento do comportamento
fisiológico muscular durante o exercício com
uma resistência elástica.
AGRADECIMENTOS
Agradecemos o apoio financeiro da Fundação
de Amparo a Pesquisa do Estado de São Paulo -
FAPESP, o Prof. Dr. Orivaldo Lopes pelas
valiosas sugestões e colaboração, ao Sr. Milton
Hirokazu Shimabukuro, pelo suporte técnico e a
Raquel Napolitano pelo apoio na elaboração dos
ensaios.
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an evaluation and comparison of old and new methods".
Medical Engineering e Physics, 21, 247-257, 1999.
EVALUATION OF THE ELECTRIC ACTIVITY OF THE
MUSCLE BICEPS BRACHII DURING THE EXERCISE
WITH A ELASTIC RESISTANCE COMPARED TO THE
EXERCISE WITH A FIXED RESISTANCE.
ABSTRACT
This paper presents a study of the behavior of the electric activity (EMG) of the muscle biceps brachii of
healthy people, when submitted the a series of dynamic resisted exercises whose forms of used resistance
were a tube of latex (elastic resistance) and a fixed weight (4Kg). This study had for objective to compare the
relationships between EMG and the force generated by the muscle biceps brachii when submitted to these two
types of resistance. The electric signal of the studied muscle was collected through a surface EMG being used
a pair of passive electrodes type BECKMAN, with final gain of 600 and frequency of acquisition of 1000Hz.
The dynamic muscular force produced by the muscle it was determined through algorithms based on a
biomechanic dynamic model of the system formed by the joint of the elbow and for the muscle biceps brachii.
This way we tried to indicate in an objective way the relationships, in the domain of the time, of the electric
pattern and of the force produced during these two types of exercises. These relationships made possible at
the end of the work, a better understanding of the exercise system with the elastic rope in the aspect of the
muscular behavior during the exercise with the elastic resistance.
Key words: Biceps brachii, Biomechanic, Elastic resistance, Dynamic exercise, Surface EMG, Force.