Validity of hand-to-foot measurement of bioimpedance: Standing compared with lying position

Objective: To assess the reliability of the standing measurement of hand-to-foot bioimpedance compared with measurements made in the lying position.Research Methods and Procedures: In 205 volunteers 6 to 89 years of age, 111 males and 94 females from six ethnic groups, effects of posture, time, and age on hand-to-foot resistance were studied over a range of body size. The effect of time in a position on resistance was also recorded in a small subset (n = 10), and repeat measurements over 3 days at the same time of the day were recorded in another subset (n = 12).Results: Lying impedance was consistently higher than standing, with the relationship (resistance lying/resistance standing) for the children (5 to 14 years) being 1.031, progressing to a ratio of 1.016 in those >60 years. The time spent static in either position did change resistance measurements - a decrease of up to 9 Omega (mean 5 Omega, 1.0%) over 10 minutes of standing and an increase of up to 7 Omega (mean 3 Omega, 0.7%) with lying.Discussion: In the field, measurements of hand-to-foot bioimpedance can be made in the standing position, and, with appropriate adjustment, previously validated recumbent equations can be used. Given that errors in the measurement of height and weight also affect the reliability of the derivation of body fat from bioelectrical conductance, the errors that may arise from a more practical standing measurement rather than lying are minimal.

Ventilatory changes following head-up tilt and standing in healthy subjects

Passive tilting increases ventilation in healthy subjects; however, controversy surrounds the proposed mechanism. This study is aimed to evaluate the possible mechanism for changes to ventilation following passive head-up tilt (HUT) and active standing by comparison of a range of ventilatory, metabolic and mechanical parameters. Ventilatory parameters (V (T), V (E), V (E)/VO2, V (E)/VCO2, f and PetCO(2)), functional residual capacity (FRC), respiratory mechanics with impulse oscillometry; oxygen consumption (VO2) and carbon dioxide production (VCO2) were measured in 20 healthy male subjects whilst supine, following HUT to 70 degrees and unsupported standing. Data were analysed using a linear mixed model. HUT to 70 degrees from supine increased minute ventilation (V (E)) (P < 0.001), tidal volume (V (T)) (P=0.001), ventilatory equivalent for O-2 (V (E)/VO2) (P=0.020) and the ventilatory equivalent for CO2 (V (E)/VCO2) (P < 0.001) with no change in f (P=0.488). HUT also increased FRC (P < 0.001) and respiratory system reactance (X5Hz) (P < 0.001) with reduced respiratory system resistance (R5Hz) (P=0.004) and end-tidal carbon dioxide (PetCO(2)) (P < 0.001) compared to supine. Standing increased V (E) (P < 0.001), V (T) (P < 0.001) and V (E)/VCO2 (P=0.020) with no change in respiratory rate (f) (P=0.065), V (E)/VO2 (P=0.543). Similar changes in FRC (P < 0.001), R5Hz (P=0.013), X5Hz (P < 0.001) and PetCO(2) (P < 0.001) compared to HUT were found. In contrast to HUT, standing increased VO2 (P=0.002) and VCO2 (P=0.048). The greater increase in V (E) in standing compared to HUT appears to be related to increased VO2 and VCO2 associated with increased muscle activity in the unsupported standing position. This has implications for exercise prescription and rehabilitation of critically ill patients who have reduced cardiovascular and respiratory reserve.

Postural changes in women with chronic pelvic pain: a case control study

Background: Chronic pelvic pain (CPP) is a lower abdominal pain lasting at least 6 months, occurring continuously or intermittently and not associated exclusively with menstruation or intercourse. Although the musculoskeletal system has been found to be involved in CPP, few studies have assessed the contribution of posture in women with CPP. We aimed to determine if the frequency of postural changes was higher in women with CPP than healthy subjects. Methods: A case-control study included 108 women with CPP of more than 6 months' duration (CPP group) who consecutively attended at the Hospital of the University of Sao Paulo and 48 healthy female volunteers (control group). Postural assessment was noninvasive and performed in the standing position, with the reference points of Kendall used as normal parameters. Factors associated with CPP were assessed by logistic regression analysis. Results: Logistic regression showed that the independent factors associated with CPP were postural changes in the cervical spine (OR 4.1; 95% CI 1.6-10.7; p < 0.01) and scapulae (OR 2.9; 95% CI 1.1-7.6; p < 0.05). Conclusion: Musculoskeletal changes were associated with CPP in 34% of women. These findings suggest that a more detailed assessment of women with CPP is necessary for better diagnosis and for more effective treatment.

Sagittal spinal alignment in paraplegics: a new paradigm for the rehabilitation under neuromuscular electrical stimulation

Study design: Radiographic analysis of sagittal spinal alignment of paraplegics in a standing position under surface neuromuscular electrical stimulation (NMES). Objectives: Describing the radiographic parameters of the sagittal spinal alignment of paraplegics going through a rehabilitation program with NMES. Setting: The University Hospital`s Ambulatory (UNICAMP), Campinas, Sao Paulo, Brazil. Methods: Panoramic X-ray images in profile were taken for 10 paraplegics. All patients participated in the rehabilitation program and were able to perform gait through NMES of the femoral quadriceps muscles. The radiographic parameters used for the analysis were the same as those described in the literature for healthy people. The results were didactically organized into three groups: anatomical shape of the spine, morphology and kinetics of the pelvis and spinopelvic alignment. Results: The physiological curvature of the spine in paraplegics showed average values similar to those described in the literature for healthy patients. The inversion of the pelvic tilt and the increase in the sacral slope were defined by the anterior backward rotation of the pelvis. The existing theoretical mathematical formulas that define lumbar lordosis, pelvic incidence and pelvic tilt showed normal values, despite the anterior intense sagittal imbalance. Conclusions: The adaptive posture of the spine in paraplegics standing through the stimulation of the femoral quadriceps does not allow for a neutral sagittal alignment. This novel radiographic detailed description of the various segments of the spine can be of assistance toward the understanding of the global postural control for such subjects. Spinal Cord (2010) 48, 251-256; doi: 10.1038/sc.2009.123; published online 29 September 2009

Feedforward contraction of transversus abdominis is not influenced by the direction of arm movement

Because the structure of the spine is inherently unstable, muscle activation is essential for the maintenance of trunk posture and intervertebral control when the limbs are moved. To investigate how the central nervous system deals with this situation the temporal components of the response of the muscles of the trunk were evaluated during rapid limb movement performed in response to a visual stimulus. Fine-wire electromyography (EMG) electrodes were inserted into transversus abdominis (TrA), obliquus internus abdominis (OI) and obliquus externus abdominis (OE) of 15 subjects under the guidance of real-time ultrasound imaging. Surface electrodes were placed over rectus abdominis (RA), lumbar multifidus (MF) and the three parts of deltoid. In a standing position, ten repetitions of shoulder flexion, abduction and extension were performed by the subjects as fast as possible in response to a visual stimulus. The onset of TrA EMG occurred in advance of deltoid irrespective of the movement direction. The time to onset of EMC activity of OI, OE, RA and MF varied with the movement direction, being activated earliest when the prime action of the muscle opposed the reactive forces associated with the specific limb movement. It is postulated that the non-direction-specific contraction of TrA may be related to the control of trunk. stability independent of the requirement for direction-specific control of the centre of gravity in relation to the base of support.

Functional roles of abdominal and back muscles during isometric axial rotation of the trunk

Electromyographic (EMG) studies have shown that a large number of trunk muscles are recruited during axial rotation. The functional roles of these trunk muscles in axial rotation are multiple and have not been well investigated. In addition, there is no information on the coupling torque at different exertion levels during axial rotation. The aim of the study was to investigate the functional roles of rectus abdominis. external oblique. internal oblique, latissimus dorsi, iliocostalis lumborum and multifidus during isometric right and left axial rotation at 100%, 70%, 50% and 30% maximum voluntary contractions (MVC) in a standing position. The coupling torques in sagittal and coronal planes were measured during axial rotation to examine the coupling nature of torque at different levels of exertions. Results showed that the coupled sagittal torque switches from nil to flexion at maximum exertion of axial rotation. Generally, higher EMG activities were shown at higher exertion levels for all the trunk muscles. Significant differences in activity between the right and left axial rotation exertions were demonstrated in external oblique, internal oblique, latissimus dorsi and iliocostalis lumborum while no difference was shown in rectus abdominis and multifidus. These results demonstrated the different functional roles of trunk muscles during axial rotation. This is important considering that the abdominal and back muscles not only produce torque but also maintain the spinal posture and stability during axial rotation exertions. The changing coupling torque direction in the sagittal plane when submaximal to maximal exertions were compared may indicate the complex nature of the kinetic coupling of trunk muscles. (C) 2001 Orthopaedic Research Society. Published by Elsevier Science Ltd. All rights reserved.

Fatigue-related changes in torque output and electromyographic parameters of trunk muscles during isometric axial rotation exertion - An investigation in patients with back pain and in healthy subjects

Study Design. A cross-sectional case-control study. Objectives. To examine the effect of fatigue on torque output as well as electromyographic frequency and amplitude values of trunk muscles during isometric axial rotation exertion in back pain patients and to compare the results with a matched control group. Summary of Background Data. Back pain patients exhibited different activation strategies in trunk muscles during the axial rotation exertions. Fatigue changes of abdominal and back muscles during axial rotation exertion have not been examined in patients with back pain. Methods. Twelve back pain patients and 12 matched controls performed isometric fatiguing axial rotation to both sides at 80% maximum voluntary contraction in a standing position. During the fatiguing exertion, electromyographic changes of rectus abdominis, external oblique, internal oblique, latissimus dorsi, iliocostalis lumborum, and multifidus were recorded bilaterally. The primary torque in the transverse plane and the coupling torques in sagittal and coronal planes were also measured. Results. No difference in the endurance capacity was found between back pain and control groups. At the initial period of the exertion, back pain patients demonstrated a statistical trend (P = 0.058) of greater sagittal coupling torque as well as lower activity of rectus abdominis and multifidus and higher activity in external oblique. During the fatigue process similar changes of coupling torque were demonstrated in both sagittal and coronal planes, but a smaller fatigue rate for right external oblique, increase in median frequency for latissimus dorsi, and lesser increase in activity for back muscles were found in the back pain group compared with the control group. Conclusions. Alterations in electromyographic activation and fatigue rates of abdominal and back muscles demonstrated during the fatigue process provide insights into the muscle dysfunctions in back pain and may help clinicians to devise more rational treatment strategies.

EMG activity of trunk muscles and torque output during isometric axial rotation exertion: a comparison between back pain patients and matched controls

Abnormal patterns of trunk muscle activity could affect the biomechanics of spinal movements and result in back pain. The present study aimed to examine electromyographic (EMG) activity of abdominal and back muscles as well as triaxial torque output during isometric axial rotation at different exertion levels in back pain patients and matched controls. Twelve back pain patients and 12 matched controls performed isometric right and left axial rotation at 100%, 70%, 50%, and 30% maximum voluntary contractions in a standing position. Surface EMG activity of rectus abdominis, external oblique, internal oblique, latissimus dorsi, iliocostalis lumborum and multifidus were recorded bilaterally. The primary torque in the transverse plane and the coupling torques in sagittal and coronal planes were measured. Results showed that there was a trend (P = 0.08) of higher flexion coupling torque during left axial rotation exertion in back pain patients. Higher activity for external oblique and lower activity for multifidus was shown during left axial rotation exertion in back pain group when compared to the control group. In right axial rotation, back pain patients exhibited lesser activity of rectus abdominis at higher levels of exertion when compared with matched controls. These findings demonstrated that decreased activation of one muscle may be compensated by overactivity in other muscles. The reduced levels of activity of the multifidus muscle during axial rotation exertion in back pain patients may indicate that spinal stability could be compromised. Future studies should consider these alternations in recruitment patterns in terms of spinal stability and internal loading. The findings also indicate the importance of training for coordination besides the strengthening of trunk muscles during rehabilitation process. (C) 2002 Orthopaedic Research Society. Published by Elsevier Science Ltd. All rights reserved.

A capacidade de activação do tronco inferior em diplegias pré-termo

O objectivo deste estudo foi estudar o comportamento do tronco inferior antes e após um período de 4 meses de intervenção. Para isso avaliaram-se os ajustes posturais antecipatórios durante um movimento voluntário, realizado na posição de pé, recorreu-se à electromiografia para avaliar a actividade muscular da musculatura focal e postural e plataforma de forças para estimar a migração do CP. A amostra foi constituída por duas crianças de 6 e 8 anos, com o mesmo quadro motor, diplegia. Ambas são pré termo de 31 e 32 semanas de gestação e com lesão por LPV. Verificou-se que ambos activaram os paravertebrais, antes do deltóide anterior, no período antecipatório, mas não os abdominais. O CP deslocou-se posteriormente. Após intervenção os tempos de activação dos abdominais e o deslocamento do CP eram mais curtos. Foi demonstrado que melhorou a capacidade de activação da musculatura ventral após o período de intervenção.

Efeito de uma intervenção em crianças com hemiparésia espástica ao nível dos ajustes posturais anticipatórios no início da marcha

Objectivos: Verificar o efeito de uma intervenção baseada na abordagem segundo o Conceito de Bobath nos Ajustes Posturais Anticipatórios no Início da Marcha em duas crianças com hemiparésia espástica. Pretendeu-se ainda, verificar o efeito desta abordagem nas actividades e participação, bem como comparar os aspectos individuais das duas crianças com a capacidade de mudança após a intervenção. Metodologia: A avaliação foi realizada antes e três meses após a intervenção através da Electromiografia, da Plataforma de Forças, de um sistema de Câmaras de Vídeo, de uma Máquina Fotográfica e da Classificação Internacional de Funcionalidade para Crianças e Jovens. Resultados: A sequência de activação muscular alterou-se apenas na criança A. A postura na posição de pé, a actividade muscular, o deslocamento do centro de pressão e as actividades e participação modificaram-se em ambas as crianças, sendo que a criança A apresentou maior capacidade de mudança. Conclusão: A intervenção com base numa abordagem segundo o conceito de Bobath induziu mudanças positivas nos Ajustes Posturais Anticipatórios e nas actividades e participação dos casos em estudo.

Avaliação da postura corporal em estudantes do ensino superior

A Era moderna trouxe ao Homem meios que facilitam muitas das suas tarefas diárias, diminuindo a actividade física e condicionando a postura corporal. Actualmente a população jovem, e sobretudo os estudantes, encontra-se exposta a uma grande quantidade de riscos de alterações posturais. Todavia, a postura assumida por parte desta classe não tem sido muito investigada. Sendo assim, este estudo tem como objectivo geral a avaliação bi-dimensional da postura corporal, na posição de pé e de sentado, de estudantes do 1º ano do Curso de Terapia Ocupacional, do Instituto Politécnico de Leiria. Os objectivos específicos centram-se na verificação das relações entre as alterações posturais desse grupo de estudantes e os sintomas de lesões músculo-esqueléticas nos últimos 12 meses, os factores sócio-demográficos e os factores considerados de risco de alterações posturais em estudantes. Para tal, utilizaram-se o Software para Avaliação Postural e a Versão adaptada do Questionário Nórdico Músculoesquelético. Constataram-se elevadas percentagens de posturas inadequadas. Na posição de pé todos os indivíduos apresentam alterações posturais num ou mais segmentos analisados, sendo que a flexão do tronco é a mais frequente. Já na posição sentada a alteração postural mais frequente é a inclinação da cabeça para o lado direito. Verificou-se ainda que algumas das alterações posturais apresentam uma relação positiva e significativa com os sintomas de lesões músculo-esqueléticas, com alguns factores de risco e sócio-demográficos. A partir dos resultados obtidos, torna-se evidente a necessidade de estabelecer programas de consciencialização para esta problemática, assim como programas de prevenção de desvios posturais.

Influence of an unstable shoe on compensatory postural adjustments: an experimental evaluation

This study attempted to evaluate the influence of using an unstable shoe in muscle re-cruitment strategies and center of pressure (CoP) displacement after the application of an external perturba-tion. Fourteen healthy female subjects participated in this study. The electromyographic activity of medial ga-strocnemius, tibialis anterior, rectus femoris, biceps femoris, rectus abdominis and erector spinae muscles and the kinetic values to calculate the CoP were collected and analyzed after the application of an external pertur-bation with the subject in standing position, with no shoes and using unstable footwear. The results showed increased in medial gastrocnemius activity during the first compensatory postural adjustments and late com-pensatory postural adjustments when using an unstable shoe. There were no differences in standard deviation and maximum peak of anteroposterior displacement of CoP between measurements. From the experimental findings, one can conclude that the use of an unstable shoe leads to an increase in gastrocnemius activity with no increase in CoP displacement following an unexpected external perturbation.

O comportamento dos ajustes posturais antecipatórios na tibio-társica na sequência de levantar em indivíduos com doença de Parkinson

Introdução: A sequência de movimento de sentado para de pé (SPP) exige um elevado controlo postural (CP). Em indivíduos com doença de Parkinson (DP), os circuitos que envolvem os ajustes posturais antecipatórios (APA’s) parecem estar afetados, refletindo-se numa diminuição do CP com repercussões nesta sequência de movimento. Objetivo: Avaliar o comportamento dos APA’s na tibio-társica na sequência de movimento SPP em indivíduos com DP. Métodos: Recorreu-se ao estudo de 4 casos com DP, com tempo de evolução entre os 3 e 17 anos, objeto de uma intervenção de fisioterapia baseada nos princípios do Conceito de Bobath durante 12 semanas. Antes (M0) e após (M1) a intervenção procedeu-se ao registo eletromiográfico dos músculos tibial anterior (TA) e solear (SOL) bilateralmente e durante a sequência de SPP. Adicionalmente foram também utilizadas a Escala de Equilíbrio de Berg, a Modified Falls Efficacy Scale (MFES) e a Classificação Internacional de Funcionalidade (CIF), para, indiretamente, averiguar o impacto funcional da reorganização dos APA’s. Resultados: Em M0 os resultados sugerem uma diminuição APA’s, uma vez que se observou: 1) diferentes tempos de ativação do TA e do SOL entre membros e 2) uma ativação prévia do SOL ao TA para os participantes A, C e D. Em M1, observou-se uma aproximação ao comtemplado para os APA’s para a maioria dos indivíduos. Os resultados na escala de Berg e MFES, de M0 para M1, sugerem um aumento do equilíbrio e da capacidade de confiança na maioria dos participantes (A, 21/42 pontos, B manteve a pontuação final 31 pontos, C, 50/54 pontos e D 45/53 pontos na escala de Berg; A, 30/43 pontos, B, 21/18 pontos, C, 70/68 pontos e D, 40/64 pontos na MFES;). Também se observaram melhorias nas atividades e participação da CIF. Conclusão: nos indivíduos em estudo verificou-se, de uma forma geral, uma modificação no sentido da aproximação do período comtemplado para os APA’s, em M1. Nos sujeitos A, C, e D verificou-se uma modificação do tempo de activação do SOL em função da actividade do TA em M1. No individuo B, à esquerda não se verificou o mesmo comportamento, verificou-se a activação inversa do SOL ao TA.

Variabilidade dos limites de estabilidade na posição ortostática em utentes com Acidente Vascular Encefálico

Introdução: O controlo postural (CP), intimamente ligado aos limites de estabilidade, é fundamental nas atividades da vida diária e encontra-se comprometido após Acidente Vascular Encefálico (AVE). Objectivo: Descrever as alterações nos limites de estabilidade, na posição ortostática, em utentes com AVE, face à aplicação de um programa de intervenção baseado num processo de raciocínio clínico. Métodos: Estudo de série de casos, de três indivíduos com alterações do CP do tronco e/ou das grandes articulações, decorrentes de AVE, mas capazes de assumir e manter a posição ortostática. Para avaliar os limites de estabilidade foram utilizados a plataforma de pressões Emed (coordenadas do centro de pressão, COPx e COPy) e o MultidirectionalReachTest (MDRT). Foram também aplicadas, a Fugl-Meyer Assessmentof Sensoriomotor Recovery After Stroke (FMA) e a Berg Balance Scale (BBS). Os instrumentos de avaliação foram aplicados antes e após a intervenção (M0 e M1), de 8 semanas, baseada nos princípios do conceito de Bobath. Resultados: Os valores dos testes de alcance no MDRT aumentaram em todos os utentes. Os limites e os deslocamentos médio-lateral (COPx) e, ântero-posterior (COPy) dos valores do CPr aumentaram, entre M0 e M1. No que se refere à FMA e a BBS, verificou-se que todos apresentaram um aumento dos scores. Conclusão: Os utentes modificaram os seus limites de estabilidade no sentido do aumento, assim como, da função motora e do equilíbrio. Deste modo, a intervenção de acordo com os princípios do conceito de Bobath aparenta introduzir os estímulos necessários à reorganização funcional do sistema nervoso central lesado.

Reorganização do controlo postural do tronco e a sua influência na distribuição de carga na posição ortostática em indivíduos com Acidente Vascular Encefálico

Introdução: O Acidente Vascular Encefálico (AVE) consiste numa das primeiras causas de mortalidade e morbilidade em Portugal. Esta lesão do Sistema Nervoso Central (SNC) desencadeia alterações ao nível do controlo postural (CP), que interferem com a recuperação funcional dos indivíduos. Objetivo: Deste modo, torna-se premente descrever as alterações do CP do tronco através da análise dos alinhamentos dos segmentos corporais do tronco no grupo de indivíduos selecionados, face à aplicação de um programa de intervenção baseado nos princípios do Conceito de Bobath. Metodologia: Estudo de série de casos, em seis indivíduos com alterações neuromotoras decorrentes de AVE, os quais foram avaliados antes e após o plano de intervenção segundo a abordagem baseada nos princípios do Conceito de Bobath, através do registo observacional, da Classificação Internacional de Funcionalidade Incapacidade e Saúde (CIF), da utilização do Software de Avaliação Postural (SAPO) e da Plataforma de Pressões da Emed (PPE), modelo AT. Os dados recolhidos foram trabalhados em função do valor médio através do software Excel. Resultados: A análise do SAPO, na posição ortostática observam-se mudanças quer na vista posterior quer nas laterais, indicando uma maior simetria entre hemitroncos, e mudanças nos alinhamentos verticais indicando uma maior aproximação dos 180º. Na PPE observam-se os valores da área plantar, da pressão plantar média e do centro de pressão, tendem globalmente a uma maior semelhança e simetria. Quanto à CIF também se verificou uma diminuição da restrição na participação e limitação na atividade. Conclusão: A intervenção baseada no processo de raciocínio clínico aparenta introduzir os estímulos necessários à reorganização funcional do SNC lesado, produzindo melhorias ao nível dos alinhamentos dos segmentos corporais e desta forma melhorar a atividade muscular.