Análise de vídeo 2D

O uso de câmeras de vídeo para analisar o movimento humano é o método mais comum na prática do exercício físico e na prática clínica. Serão apresentadas, a seguir, as especificações técnicas mais relevantes sobre câmeras de vídeo e os procedimentos de coleta de dados que merecem mais atenção, bem como conceitos importantes e as principais etapas para análises quantitativas e qualitativas de gestos funcionais.

Especificações técnicas

Existem vários aspectos técnicos que devem ser considerados para análise de vídeo; alguns dos principais serão apresentados aqui: a resolução, a frequência de amostragem e a velocidade de abertura da lente.

Resolução (qualidade da imagem)

Uma imagem é composta por duas dimensões de linhas de pontos, chamados de pixels. Uma dimensão representa os pixels horizontais; a outra, os pixels verticais. O número de pixels horizontais e verticais representa a resolução da imagem e, consequentemente, a sua qualidade.

Quanto maior o número de pixels, menor será o seu tamanho; quanto menor o tamanho do pixel, melhores serão a definição e a qualidade da imagem. A resolução é bastante influenciada pela característica do sensor de imagem, o qual converte a luz de um objeto em um sinal elétrico.

Frequência de amostragem

Em relação a imagens de vídeo, um quadro (ou frame) refere-se a uma imagem capturada em um instante de tempo. A frequência de amostragem consiste no número de quadros capturados em um segundo. A maioria das câmeras convencionais apresenta uma frequência de amostragem de 30Hz — isso significa que, no período de um segundo, são capturados 30 quadros. Existem câmeras de vídeo de alta velocidade, capazes de registrar a mais de 2.000Hz. Por curiosidade — e para comparação —, a frequência de amostragem do olho humano situa-se entre 10 e 25Hz.

A seleção da frequência de amostragem é baseada na velocidade do gesto e no nível de detalhe que a análise necessita. Por exemplo, para um agachamento realizado a uma cadência de 30bpm (dois segundos para subir e dois para descer), o uso de uma câmera a uma frequência de amostragem de 30Hz permite registrar 60 quadros (1s = 30 quadros; 2s = 60 quadros) na fase ascendente e 60 na fase descendente; parece, assim, um conjunto de informação suficiente para representar o fenômeno analisado.

Por outro lado, para analisar a aterrissagem unilateral em que a fase de desaceleração compreende, aproximadamente, a 0,1s (100ms), a utilização da mesma câmera (30Hz) permitiria o registro de somente três quadros (30Hz x 0,1s) para representar o fenômeno — dependendo da precisão que se espera para a análise, três quadros podem não ser suficientes.

Shutter (velocidade de abertura da lente)

O shutter é o componente da câmera que controla a quantidade de tempo em que o sensor de imagem é exposto à luz. A maioria das câmeras atualmente tem shutter eletrônico, o que possibilita a ativação e a desativação por períodos específicos. Quando velocidades lentas de shutter são utilizadas, o sensor de imagem fica exposto à luminosidade por um período relativamente longo, podendo deixar a imagem um tanto desfocada. Em geral, a velocidade do shutter varia entre 1/60 à ¼.000 de segundo.

Procedimentos de registro de imagens

Para análise cinemática quantitativa, uma série de procedimentos deve ser realizada para minimizar erros sistemáticos durante a filmagem e durante o processamento das imagens. Mesmo quando a análise for qualitativa, muitos dos procedimentos descritos ainda devem ser considerados. A seguir, são listados alguns destes na análise cinemática 2D.

• Montar a câmera em um tripé estável e evitar qualquer tipo de movimento: para as análises quantitativas, é fundamental a câmera não se movimentar, sobretudo naquelas em que um calibrador é utilizado. Caso haja movimento, o sistema de referência (calibrador) é afetado, gerando erro de medida.
• Maximizar a distância entre a câmera e o indivíduo: a distância deve permitir que todo o gesto seja registrado. Além disso, quanto mais longe estiver a câmera, menor será o erro de perspectiva causado por movimentos fora do plano de análise.
• Maximizar o tamanho da imagem: para aumentar a precisão da digitalização, deve-se deixar a imagem da pessoa o maior possível, ou seja, a fim de que registre todo o gesto e que não “sobre” imagem irrelevante para a análise. Se a câmera estiver distante, deve-se utilizar o zoom que deixe a imagem o maior possível.
• Alinhar o eixo óptico da câmera perpendicularmente ao plano de movimento: os movimentos realizados no plano de análise não serão sujeitos a erro de perspectiva desde que a câmera esteja alinhada perpendicularmente ao plano de movimento. Caso o alinhamento não esteja correto, o erro de perspectiva estará presente.

Análise quantitativa de gestos funcionais

A análise cinemática quantitativa pode ser 2D ou 3D. Na análise 2D, assume-se que o movimento está sendo realizado em um único plano de movimento. Qualquer medida realizada fora desse plano de movimento está sujeita a erro de perspectiva, diminuindo sua precisão. Os gestos funcionais são, em sua maioria, triplanares, ou seja, acontecem movimentos nos três planos de movimento.

Por exemplo, durante o agachamento unilateral, em que existem amplitudes relevantes de flexão do joelho, pequenas alterações no eixo longitudinal dos segmentos (coxa ou perna) farão movimentos de adução–abdução ou rotação interna–externa do joelho estarem presentes, mesmo quando eles não estiverem.

Digitalização

Por exemplo, para analisar o ângulo de adução do quadril durante um agachamento unilateral com o membro inferior direito, o indivíduo foi filmado no plano frontal anterior com três marcas coladas: espinhas ilíacas anterossuperiores (EIASs) direita e esquerda e uma marca alguns centímetros acima do joelho (Figura 7A).

Considerando que o segmento pelve é representado por uma reta ligando as duas EIASs e o segmento fêmur é representado pela EIAS direita e pela marca acima do joelho, a digitalização desses três pontos fornece a determinação do ângulo de adução do quadril (Figura 7B).

Se o objetivo é analisar todo o gesto, pode-se supor que foram realizadas três repetições do agachamento unilateral a uma cadência de 30bpm e com registro a 30Hz (câmera convencional). Assim, a análise duraria 12s (cada squat dura 4s); 12s a uma frequência de amostragem de 30Hz significa 360 quadros (12s x 30Hz).

Visto que há três pontos anatômicos de referência necessários para o cálculo do ângulo do quadril no plano frontal, seriam necessárias três marcações (ou cliques) em cada quadro, totalizando 1.080 cliques para obter o comportamento do quadril no plano frontal durante três repetições de agachamento unilateral.

O tempo que levaria para realizar o processamento poderia inviabilizar tais análises na prática clínica. Assim, um procedimento frequentemente adotado é a determinação de eventos principais. Esses eventos devem ser representativos dos principais instantes ou componentes a serem analisados do gesto. Por exemplo, durante a aterrissagem unilateral, dois eventos são comumente analisados: o primeiro contato do pé ao solo — que fornece informação acerca da posição dos membros inferiores e do tronco durante o início da descarga de peso (Figura 8A); e o instante de máxima flexão do joelho — que representa a fase de maior sobrecarga articular (Figura 8B).

Análise qualitativa de gestos funcionais

Todos os envolvidos com treinamento ou reabilitação musculoesquelética realizam análise de movimento qualitativa (subjetiva) em suas práticas diárias. A análise qualitativa é aquela em que não há quantificação de posturas ou movimentos; há somente a observação do gesto.

A avaliação qualitativa pode ser dividida em duas abordagens: análise qualitativa em tempo real e análise qualitativa por vídeo.

Análise qualitativa em tempo real

É usada pelos profissionais do movimento humano diariamente, em academias ou clínicas, no sentido de corrigir padrões de movimento ou influenciar sobrecarga musculoesquelética. Aqui não é usado qualquer equipamento ou necessidade de processamento de dados; utiliza-se o sistema visual com o conhecimento em biomecânica para estabelecer as condutas. Quanto melhor for a compreensão do fisioterapeuta sobre padrões indesejados de movimento, melhor será a sua intervenção.

Análise qualitativa por vídeo

Também é bastante comum na prática da análise de movimento. Aqui, o gesto a ser analisado é filmado e analisado posteriormente. A grande vantagem do registro do movimento é a possibilidade de analisar o gesto mais de uma vez, com uma frequência de amostragem maior, paradas na imagem, análise em slow-motion, etc.

Escalas subjetivas para análise qualitativa

A base da construção de escalas subjetivas é o conhecimento de posturas e padrões desejados e indesejados presentes em um dado gesto. Assim, ao observar o gesto, tanto pela análise qualitativa em tempo real quanto pela análise por vídeo, o analista é direcionado a identificar a presença ou a ausência de uma série de características. Por exemplo, um comportamento relevante a ser avaliado durante o agachamento unilateral é a inclinação ipsilateral do tronco.

Assim, um item da escala pode ser “Há inclinação ipsilateral do tronco?” Caso sim, um ponto é atribuído para o item. Os itens também podem permitir dar importância diferenciada para a magnitude da característica, por exemplo, “0 ponto” para inclinação mínima/normal”, “1 ponto” para inclinação relevante/moderada e “2 pontos” para inclinação severa. O número de itens de uma escala subjetiva pode ser tão grande quanto o número de eventos relevantes a serem analisados.

Características interessantes a serem consideradas para estruturação de uma escala subjetiva são aquelas identificadas como fatores associados ou fatores de risco de disfunções musculoesqueléticas. Os fatores associados são aquelas posturas ou movimentos identificados em pessoas com disfunção quando comparadas a pessoas assintomáticas.

Por exemplo, pessoas com disfunção patelofemoral apresentam maior rotação interna do quadril e colapso medial do joelho durante o agachamento unilateral quando comparadas a pessoas sem disfunção. Assim, a rotação interna excessiva do quadril é um fator associado à disfunção patelofemoral. É importante observar que, no caso dos fatores associados, não há relação entre causa e efeito, ou seja, eles não permitem inferir que as pessoas com aumento da rotação interna do quadril são mais susceptíveis a desenvolver disfunção patelofemoral; ainda assim, esses fatores parecem relevantes para o estabelecimento de padrões desejados de movimento.

Já os fatores de risco viabilizam o estabelecimento de relações entre causa e efeito. Por exemplo, pessoas que apresentam aumento da abdução do joelho no instante de primeiro contato do pé no solo durante a aterrissagem unilateral apresentam maior risco de romper o ligamento cruzado anterior. Assim, o aumento da abdução do joelho é um fator de risco para ruptura do ligamento cruzado anterior.

Além do conhecimento dos fatores associados e fatores de risco de disfunções musculoesqueléticas, a experiência prática e a compreensão de sobrecarga articular possibilitam o estabelecimento de itens para as escalas subjetivas relevantes na avaliação de gestos funcionais. Por exemplo, a manutenção da lordose lombar, dada a sua relação com a sobrecarga das estruturas lombopélvicas, é um parâmetro relevante a ser analisado durante o agachamento. A observação dessa postura pode, então, ser acrescentada em uma escala.

Os resultados de uma escala subjetiva podem ser analisados por meio de duas estratégias: análise individual de cada item e criação de um índice de qualidade de movimento.

A análise individual do item possibilita o estabelecimento de abordagens específicas respectivas ao padrão identificado. Embora seja fundamental, a análise individualizada não permite uma compreensão integrativa da capacidade do indivíduo de realizar o gesto. A compilação da pontuação recebida em todos os itens possibilita a determinação de um índice geral de qualidade de movimento. Esse valor representativo do gesto é uma estratégia fácil de transmitir ao cliente os dados referentes ao seu nível de desempenho e à sua progressão em análises subsequentes.

Há, também, algumas tentativas de estabelecer, com base no índice, pontos de corte representativos de padrão desejado ou indesejado de movimento. Em outras palavras, quando o indivíduo está abaixo do índice, ele necessita melhorar o padrão de movimento. A principal crítica ao uso do índice é a não consideração das características específicas que não tenham sido contempladas de maneira satisfatória.

Por exemplo, duas pessoas podem ter o mesmo índice, mas apresentar distúrbios do movimento completamente diferentes e, portanto, necessitarem de abordagens terapêuticas distintas. Uma abordagem de análise mista, calculando o índice, mas que não deixe de explorar cada item individualmente parece ser a mais adequada.

Nos Quadros 1, 2 e 3 são apresentadas três escalas subjetivas encontradas na literatura: agachamento unilateral,³ descida do degrau⁴ e aterrissagem com salto;

QUADRO 1

ESCALA SUBJETIVA DO AGACHAMENTO UNILATERAL
Critério	Interpretação — para ser classificado como “bom”
A. Impressão geral ao longo das cinco repetições
Capacidade de manter o equilíbrio	Participante não perde o equilíbrio
Perturbações da pessoa	Movimento é realizado de maneira suave
Profundidade do squat	Alcança, pelo menos, 60° de flexão de joelho
Velocidade do squat	É realizado, aproximadamente, um squat a cada 2s
B. Postura do tronco
Desvio ou deslocamento lateral	Sem desvio lateral ou deslocamento do tronco
Rotação do tronco	Sem rotação do tronco
Inclinação lateral	Sem inclinação lateral
Flexão anterior do tronco	Sem flexão anterior
C. Posição da pelve
Desvio lateral da pelve	Sem desvio lateral da pelve
Rotação pélvica	Sem rotação pélvica
Inclinação anteroposterior da pelve	Sem inclinação anteroposterior da pelve
D. Articulação do quadril
Adução do quadril	Sem adução do quadril
Rotação interna do quadril	Sem rotação interna do quadril
E. Posição do joelho
Aparente valgo do joelho	Sem valgo do joelho
Posição do joelho relativa ao pé	O centro do joelho permanece no centro do pé

// Fonte: Crossley e colaboradores (2011).³

QUADRO 2

ESCALA SUBJETIVA DA DESCIDA DO DEGRAU LATERAL
Critério	Interpretação	Pontuação
Alinhamento do tronco	Alinhamento vertical	0
	Inclinação lateral	1
Plano pélvico	Alinhamento horizontal	0
	Drop pélvico	1
Posição do joelho	Tuberosidade da tíbia alinhada com o segundo dedo ou lateral	0
	Tuberosidade da tíbial medial ao segundo dedo	1
	Tuberosidade da tíbia medial a borda medial do pé	2
Total	0; 1	Bom
	1; 2	Moderado
	> 3	Ruim

// Fonte: Rabin e colaboradores (2016).⁴

QUADRO 3

ESCALA SUBJETIVA DA ATERRISSAGEM COM CONTRAMOVIMENTO
Critério	Interpretação	Pontuação
Flexão do joelho (contato inicial)	O joelho está flexionado a menos de 30° no contato inicial	1
Flexão do quadril (contato inicial)	A coxa está alinhada verticalmente com o tronco no contato inicial	1
Flexão do tronco (contato inicial)	O tronco está vertical ou estendido em relação aos quadris no contato inicial	1
Flexão plantar do tornozelo (contato inicial)	A aterrissagem inicia com o retro-pé ou com o pé plano no contato inicial	1
Posição medial do joelho (contato inicial)	O centro da patela está medial à borda medial do pé no contato inicial	1
Inclinação lateral do tronco (contato inicial)	Inclinação lateral do tronco durante o contato inicial	1
Base de apoio larga	Os pés estão posicionados com uma base mais larga do que a largura dos ombros (acrômios) no contato inicial	1
Base de apoio estreita	Os pés estão posicionados com uma base mais estreita do que a largura dos ombros (acrômios) no contato inicial	1
Posição do pé (rotação externa)	Os pés estão com rotação externa maior do que 30° entre o contato inicial e o pico de flexão do joelho	1
Posição do pé (rotação interna)	Os pés estão com rotação externa menor do que 30° entre o contato inicial e o pico de flexão do joelho	1
Simetria de contato	Um pé aterrissa antes do outro ou um pé aterrissa inicialmente com o retro-pé e o outro com o ante-pé	1
Deslocamento de flexão do joelho	O joelho flexiona menos de 45° entre o contato inicial e o pico de flexão do joelho	1
Deslocamento de flexão do quadril	Não há flexão de quadril entre o contato inicial e o pico de flexão do joelho	1
Deslocamento de flexão do tronco	Não há flexão de tronco entre o contato inicial e o pico de flexão do joelho	1
Deslocamento medial do joelho	No pico de flexão do joelho, o centro da patela está medial à borda medial do pé	1
Deslocamento articular	Suave: o participante demonstra grande deslocamento de tronco, quadril e joelho	0
	Moderado: o participante demonstra algum deslocamento de tronco, quadril e joelho	1
	Rígido: o participante demonstra mínimo ou nenhum deslocamento de tronco, quadril e joelho	2
Impressão geral	Excelente: o participante demonstra uma aterrissagem suave, sem movimento no plano frontal ou transverso	0
	Moderado: algumas alterações	1
	Ruim: o participante apresenta bastante movimento no plano frontal ou transverso, ou apresenta aterrissagem rígida com algum movimento no plano frontal ou transverso	2
Classificação	Ótima execução e baixo risco de lesão	≤5

// Fonte: Padua e colaboradores (2015).⁵

Análise das características de movimento de gestos funcionais

Nesta seção, serão apresentadas ilustrações de dois gestos funcionais comumente utilizados na prática clínica — agachamento unilateral (single-leg squat) e aterrissagem (drop landing) e aterrissagem com salto (drop jump) —, enfatizando as principais características a serem compreendidas durante a análise do movimento.

Parâmetros

Serão utilizados quatro parâmetros para as análises dos gestos funcionais, apresentados a seguir.

• Posição articular: refere-se ao ângulo de uma determinada articulação ou segmento em um instante específico do gesto. Por exemplo, a posição do quadril no instante de máxima flexão do joelho durante a aterrissagem unilateral. Tal parâmetro é expresso em graus (º).
• Amplitude de movimento (ADM): indica a quantidade de movimento ocorrido em uma determinada articulação ou segmento durante duas posições distintas. Por exemplo, para verificar a ADM de flexão do joelho durante a aterrissagem, subtrai-se o valor da posição do joelho no instante de máxima flexão pelo valor de posição do joelho no instante do primeiro contato do pé com o solo (posição final menos posição inicial). Tal parâmetro também é expresso em graus (º).
• Forças de reação ao solo (FRSs): esse parâmetro reflete a magnitude de carga que o corpo recebe em determinado gesto. Nas ilustrações a seguir, serão apresentados valores referentes à componente vertical das FRSs. A unidade desse parâmetro é newton (N) dividido (normalizado) pelo peso corporal (PC): N/PC. Por exemplo, se o pico de FRS vertical em um dado gesto foi de 1,5 N/PC, isso significa que a pessoa recebeu uma carga vertical 50% superior ao seu peso, ou seja, 1,5 vezes o seu peso corporal.
• Momento articular externo: esse parâmetro reflete a sobrecarga externa rotacional na articulação. Ele é expresso em newton-metro (Nm) e também é normalizado pelo peso corporal, sendo newton-metro por peso corporal (Nm/PC). Por exemplo, analisando o plano frontal do quadril durante o single leg squat, tem-se um momento externo adutor de 0,7 Nm/PC; para uma pessoa com massa de 80kg, significa que haverá uma tendência à adução de quadril de, aproximadamente, 56Nm. Como consequência, haverá um momento interno realizado pelos músculos abdutores do quadril de, no mínimo, esse valor (56 Nm) para contrabalancear o momento externo.

Gestos funcionais

A magnitude da sobrecarga imposta em cada gesto, assim como o padrão de movimento e as principais características indesejadas serão apresentadas. É importante considerar que os valores de posição articular, força e momento articular apresentados são referentes a uma pessoa, não necessariamente refletindo uma média populacional. No entanto, para propostas ilustrativas e comparativas, parece ser adequado.

Agachamento unilateral (single-leg squat)

Em gestos unilaterais, as FRSs serão dissipadas somente em um membro inferior, aumentando, assim, os momentos externos em todas as articulações periféricas do membro protagonista do gesto. Destacam-se os momentos externos nos planos frontal e transverso, que são substancialmente maiores do que nos gestos bilaterais. Como consequência, os movimentos nesses planos são mais difíceis de controlar. Além disso, também se destaca um componente de equilíbrio, tornando o grau de complexidade da tarefa maior.^6–9

Em relação ao joelho, o momento externo com maior magnitude também é flexor; ao passo que nos planos frontal e transverso, os momentos externos são adutor e de rotação interna, respectivamente. Sendo assim, o corpo precisa contrabalancear esses movimentos (Figura 12).^6–9

Durante o gesto com estratégia de tronco, há um deslocamento do tronco em direção ao membro de apoio; consequentemente, o vetor da FRS aproxima-se do centro de rotação nos planos frontal e transverso. Assim, há uma diminuição do momento externo de adução e rotação internas do quadril e do joelho. Esse padrão muitas vezes está associado a uma diminuição na capacidade de produção de torque dos músculos do quadril. Sendo assim, essa estratégia permite a realização do gesto com menor necessidade de recrutamento dos abdutores e rotadores externos do quadril. Esse comportamento eventualmente sobrecarrega estruturas passivas, sendo, assim, um componente indesejado importante de ser considerado.^6–9

Outro perfil de estratégia de tronco é quando há um movimento compensatório principalmente no plano frontal, sem compensação rotacional. A seguir são apresentadas as curvas cinemáticas 3D do quadril e do joelho de um agachamento unilateral com padrão desejado e de um gesto realizado com compensação relevante do tronco no plano frontal (Figura 13).

Destaca-se a presença de uma inversão da direção dos movimentos no plano frontal (Figuras 14 e 15). Durante o gesto com estratégia de tronco ipsilateral, há uma abdução do quadril e do joelho, enquanto o padrão esperado apresenta uma pequena adução do quadril e estabilidade do joelho. Também se destaca um aumento substancial na rotação interna do quadril e rotação externa do joelho no gesto com padrão indesejado (Figuras 14 e 15).

Quando gestos unilaterais apresentam movimentos compensatórios relevantes no tronco, não somente há uma alteração de padrão de movimento e de momentos externos nos membros inferiores, mas há sobrecarga aumentada na coluna lombar (Figura 16). Embora não sejam apresentadas curvas de momento ou força da coluna, as alterações cinemáticas relevantes observadas nos gestos compensatórios permitem inferir a presença de sobrecarga substancial na coluna lombar (Figura 17).

A seguir são apresentadas imagens ilustrativas do agachamento unilateral no plano frontal realizado de maneira desejada (Figura 18) e com diferentes componentes de movimento indesejado. As principais características a serem analisadas durante o agachamento unilateral são a capacidade de manutenção do equilíbrio, a presença de desalinhamento relevante do tronco, a presença de movimento excessivo da pelve, a instabilidade do joelho e a presença de colapso medial ou mesmo movimento aumentado em varo. Para gestos realizados com cadência, também se verifica a capacidade de realizar o gesto na cadência proposta.

O primeiro componente indesejado ilustrado é a inclinação ipsilateral do tronco (Figura 19), onde também há aumento da adução de quadril. Na sequência, é ilustrado o aumento do ângulo de projeção do joelho no plano frontal, medida que reflete o colapso medial do joelho (Figura 20). Uma diminuição do ângulo de projeção do joelho, refletindo um aumento do varo, é um componente indesejado ocasionalmente presente (Figura 21). Por fim, mostra-se um drop pélvico (Figura 22).

Diferentemente das outras ilustrações (Figuras 19-21), em que o ângulo do quadril (coxa em relação a pelve) foi calculado, para calcular puramente o drop pélvico, considera-se a posição da pelve em relação ao ambiente (vertical do sistema).

Aterrissagem (drop landing) e aterrissagem com salto (drop jump)

Quando padrões indesejados são observados nesses gestos, espera-se que tais componentes também estejam presentes nas atividades esportivas que requeiram saltos, aterrissagens e trocas de direção. Dentre as principais características a serem observadas estão a capacidade de manutenção do equilíbrio, a ADM durante a fase descendente (aterrissagem), o nível de simetria da base de apoio e a presença de movimento nos planos frontal e transverso durante o voo.^10,11

Duas estratégias de amortecimento serão comparadas: suave (Figura 23B) e rígida (Figura 23C). Fica evidente, ao observar as imagens (Figura 23), uma amplitude de flexão de joelho e quadril maior no gesto em que a aterrissagem foi realizada de maneira suave. Com a aterrissagem suave, o pico da FRS vertical foi de 2,5 N/PC; e com a aterrissagem rígida, alcançou 4,4 N/PC (ver Figura 18). Assim, a aterrissagem rígida apresentou próximo a 80% (duas vezes o peso corporal) a mais de FRS vertical em comparação ao amortecimento suave (Figura 24).^10,11

Em relação aos momentos articulares, durante a aterrissagem rígida, houve aumento do momento externo flexor do quadril e diminuição do momento externo flexor do joelho, em comparação ao gesto com amortecimento suave (Figura 25). Como consequência, espera-se um aumento próximo a 20% no recrutamento dos músculos extensores do quadril (Figura 25A) e uma diminuição de 20% no recrutamento dos músculos extensores do joelho (Figura 25B) na aterrissagem rígida. Possivelmente, um percentual maior da componente vertical das FRSs na aterrissagem rígida será dissipado nas estruturas ósseas e articulares.

Um fenômeno bastante presente em aterrissagens bilaterais é o colapso medial dos joelhos (Figura 26). Espera-se que o vetor resultante das FRSs passe medialmente ao centro de rotação dos joelhos (Figura 26A), causando, assim, um momento externo adutor. No entanto, na presença de um colapso medial substancial, tal vetor pode passar lateralmente ao centro de rotação dos joelhos (Figura 26B), causando, dessa forma, um momento externo abdutor.

Assim, há um aumento substancial de carga no compartimento lateral do joelho, o qual, comparativamente ao compartimento medial, apresenta menor capacidade de absorção e é mais suceptível à lesão quando sobrecarregado.

Quando os momentos articulares são analisados, observam-se, também, aumento do momento externo flexor do quadril com a presença do colapso medial (Figura 27A) e similares magnitudes de momento externo flexor do joelho.

Em relação ao plano frontal (Figura 28), nota-se um aumento do momento externo abdutor do quadril logo no início da aterrissagem (Figura 28A); ao passo que no joelho há um momento externo adutor durante o gesto executado adequadamente e um momento externo abdutor no gesto durante o qual o colapso medial ocorreu (Figura 28B).

Por fim, ao analisar o plano transverso (Figura 29), nota-se que no gesto com colapso medial houve momento externo de rotação interna de quadril, ao passo que no gesto convencional tal momento é levemente rotador externo (Figura 29A). No joelho, houve uma diminuição substancial do momento externo de rotação externa durante o colapso medial (Figura 29B).

As imagens da aterrissagem foram extraídas no instante da transição entre a fase excêntrica e a fase concêntrica antes do salto vertical (Figuras 30–32). O alinhamento do tronco e um padrão simétrico entre os membros inferiores são características desejadas (Figura 30).

Outro componente que pode estar associado a um aumento do risco de lesão e diminuição de rendimento é a assimetria relevante na aterrissagem. Pode-se quantificar tal componente por meio da análise do alinhamento do tronco e da posição dos quadris (Figura 32).

Propriedades de medida da avaliação cinemática 2D

O objetivo desta seção é apresentar, de maneira resumida, os principais artigos abordando a validade, a confiabilidade e a relevância clínica da utilização da análise cinemática. Uma leitura atenta a todos os artigos presentes nesta seção é recomendada para os fisioterapeutas que planejam utilizar análise cinemática na prática cotidiana. De maneira geral, o grande corpo da literatura indica confiabilidade aceitável para as medidas 2D, capacidade de identificar diferenças entre grupos de participantes (com e sem disfunção) e capacidade de identificar o efeito de intervenções.

Inicia-se com uma revisão sistemática¹² que oferece uma ótima síntese sobre estudos avaliando a confiabilidade e a validade do uso do plano frontal via cinemática 2D durante gestos funcionais. Os autores investigaram validade por meio da correlação das medidas coletadas via vídeo 2D e cinemática 3D (considerada padrão de referência).

Foram estudados o agachamento unilateral, as aterrissagens unilaterais e as bilaterais. Ao todo, 16 estudos foram incluídos na revisão. Destes, oito exploraram validade e 13 confiabilidade. A análise de risco de viés mostrou que todos os estudos de validade apresentaram baixo risco de viés, sendo estes bem conduzidos. Já alguns estudos de confiabilidade apresentaram falhas relevantes, merecendo atenção.¹²

De maneira geral, a confiabilidade se mostrou aceitável, apresentando, na maior parte das análises, valores de bom a excelente e, em alguns casos, coeficientes moderados. Isso sugere que todos os aspectos referentes aos aspectos de confiabilidade (no mesmo dia, entre dias e entre avaliadores) são aceitáveis.¹²

Em relação à validade concorrente, a qual compara o plano frontal 2D com o 3D, os resultados da metanálise sugerem que existe baixa concordância entre a análise 2D e a 3D para os ângulos de projeção do joelho no plano frontal (varo/valgo) durante o agachamento unilateral; tal concordância foi de moderada a boa para a aterrissagem unilateral.¹²

Os autores,¹² após realizar análise de variabilidade/concordância, sugerem que tal concordância não é aceitável para a prática clínica. Em resumo, os autores¹² concluíram que os dados da análise 2D no plano frontal não devem ser usados para representar os valores do joelho do plano frontal extraídos de análise 3D, não apresentando validade concorrente aceitável.

No entanto, com base em outros estudos e na experiência em pesquisa dos autores, questionou-se a utilização de alguns aspectos relacionados ao ângulo de abdução/adução (varo/valgo) do joelho por meio de sistemas 3D. A principal base para tal crítica é a presença de cross-talk cinemático.¹³

Além disso, o ângulo do joelho no plano frontal de sistemas 3D não tem apresentado potencial para discriminar populações diferentes, por exemplo, grupos com e sem disfunção quando analisando gestos com ângulos de flexão substanciais.

Assim, considerar o plano frontal do joelho de análises 3D como padrão de referência para validação concorrente das análises 2D é algo que vem sendo questionado. Além disso, a conclusão da maioria dos estudos incluídos na presente revisão sistemática¹² mostrou-se a favor da validade da análise de vídeo 2D.

Outro estudo¹⁵ investigou a confiabilidade, o erro de medida e a mínima diferença detectável do valgo dinâmico do joelho (ângulo de projeção do joelho no plano frontal) durante três testes funcionais comumente usados: agachamento unilateral, aterrissagem com salto e aterrissagem unilateral (ou single-leg landing). De maneira geral, os autores¹⁵ encontraram confiabilidade intra-dia e entre-dias de boa a excelente.

Somente a confiabilidade intra-dia do agachamento unilateral das mulheres apresentou valores moderados. Visto que não foram encontradas diferenças entre membro inferior dominante e não dominante, os dados foram agrupados para análises. Como houve diferenças entre homens e mulheres, tais dados foram apresentados separadamente. Um parâmetro bastante útil para a prática clínica é a mínima diferença detectável.¹⁵

Por exemplo, a mínima diferença detectável do agachamento unilateral dos homens foi de 7,63º; isso sugere que alterações inferiores a essa, como resultado de intervenções, não apresentam significado clínico, uma vez que pode ser simplesmente variabilidade relacionada a erro de medida. Assim, somente alterações superiores a essa devem ser consideradas como alterações relevantes do padrão de movimento do joelho no plano frontal.¹⁵

Um estudo¹⁶ investigou a confiabilidade intra-dia e inter-avaliador e a validade de medidas de inclinação lateral do tronco durante dois testes unilaterais — o agachamento unilateral e a aterrissagem unilateral com contra-movimento (ou aterrissagem unilateral com salto). Para verificar a validade, foi calculado o momento externo abdutor do joelho por meio da dinâmica inversa. O nível de correlação entre o momento externo de abdução do joelho e os dados de inclinação do tronco, assim como a combinação da inclinação do tronco e da abdução do joelho, foram utilizados para determinar a validade da análise da inclinação lateral do tronco.

A confiabilidade intra-dia e inter-avaliador foi excelente para todos os testes, com ICC ≥ 0,98 (o máximo é 1). Em relação à validade, ou seja, o quanto os valores de cinemática correlacionaram-se com o parâmetro que reflete a sobrecarga no joelho (momento externo de abdução do joelho), os autores observaram que associar os ângulos do joelho com o ângulo do quadril é melhor para inferir sobre sobrecarga no joelho, visto que foi o único parâmetro apresentando correlação estatisticamente significativa. Assim, os participantes com maior valgo de joelho e inclinação ipsilateral de tronco foram aqueles que apresentaram maior momento externo abdutor do joelho. É importante ressaltar que, embora a correlação tenha apresentado significância estatística, tais valores são moderados.¹⁶

De maneira geral, os autores¹⁶ destacaram a importância de incluir o tronco na análise cinemática. A prática clínica e de pesquisa do autor deste capítulo também aponta para considerar parâmetros refletindo o padrão de movimento do tronco como altamente relevantes. A posição do tronco parece importante para a sobrecarga dos segmentos lombares e de todas as articulações dos membros inferiores, portanto, a utilização de estratégias para influenciar tal movimento é bastante válida. Supõe-se que, em breve, muitos estudos serão conduzidos para compreender melhor a relação da posição do tronco e a sobrecarga articular.

Estudos explorando as propriedades de medidas da avaliação cinemática que podem ser consultados para maiores detalhes estão presentes na lista de referências.^17–22

Paciente jovem, do sexo feminino, praticante de corrida e voleibol, apresenta dor retropatelar durante e após praticar atividade física, compatível com dor patelofemoral.

Conclusão

Neste capítulo, foram vistos aspectos conceituais, técnicos e clínicos referentes à análise cinemática aplicada a gestos funcionais. Foram apresentadas diretrizes para a execução da análise do movimento em contexto clínico, assim como para a identificação do tipo de análise que atende melhor às necessidades do fisioterapeuta e do paciente.

A interação apresentada entre sobrecarga musculoesquelética e padrão de movimento permite ao fisioterapeuta identificar e alterar padrões de movimentos considerados associados às disfunções ou ao maior risco de lesão, bem como quantificar a resposta de abordagens terapêuticas aplicadas para melhorar o padrão de movimento.

Por meio de avaliação qualitativa ou quantitativa, o fisioterapeuta encontra, na análise cinemática, uma ferramenta com grande potencial terapêutico.

Atividades: Respostas

Atividade 1 // Resposta: A

Comentário: A análise cinemática 2D permite somente analisar um plano de movimento por vez. Para analisar mais de um plano, é necessária a análise cinemática 3D.

Atividade 2 // Resposta: B

Comentário: São necessários três marcadores. Tipicamente se utiliza o trocânter maior do fêmur, o epicôndilo lateral do fêmur (centro de rotação) e o maléolo lateral da tíbia.

Atividade 3 // Resposta: C

Comentário: O plano frontal, ou vista anterior, permite analisar os movimentos de abdução e adução do quadril; para os movimentos de flexão e extensão, seria necessário o plano sagital; e para as rotações, o plano transverso.

Atividade 4 // Resposta: A

Comentário: A frequência de amostragem consiste no número de quadros capturados em um segundo. As outras questões são importantes, mas não relacionadas à frequência de amostragem.

Atividade 5 // Resposta: D

Comentário: A câmera deve estar fixa, então não deve ser necessário ter que movimentá-la para acompanhar o movimento analisado.

Atividade 6 // Resposta: B

Comentário: É fundamental um conhecimento aprofundado em biomecânica para identificar quais são os componentes desejados e indesejados de movimento. Com base nesse conhecimento, itens para verificar a qualidade do movimento podem ser estabelecidos.

Atividade 7 // Resposta: D

Comentário: O valgo ou colapso medial do joelho é considerado um movimento indesejado durante o agachamento unilateral.

Atividade 8

Comentário: Agachamento unilateral. Esse gesto tem se mostrado capaz de identificar fatores de risco e associados à dor patelofemoral.

Atividade 9

Comentário: Plano frontal. Os componentes de movimento indesejado mais relevantes para a dor patelofemoral são mais bem observados nesse plano.

Atividade 10

Comentário: Deslocamento mediolateral do joelho. Um marcador na patela seria suficiente.

Atividade 11

Comentário: A variável seria o ângulo do joelho no plano frontal (abdução/adução ou valgo/varo).

Atividade 12

Comentário: O valgo ou colapso medial do joelho é considerado um movimento indesejado durante o agachamento unilateral.

Referências

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Como citar a versão impressa deste documento

Castro MP. Repercussões biomecânicas na prática clínica: avaliação cinemática. In: Associação Brasileira de Fisioterapia Traumato-Ortopédica; Silva MF, Barbosa RI, organizadores. PROFISIO Programa de Atualização em Fisioterapia Traumato-Ortopédica: Ciclo 5. Porto Alegre: Artmed Panamericana; 2020. p. 119–59. (Sistema de Educação Continuada a Distância, v. 1). https://doi.org/10.5935/978-65-5848-397-7.C0003