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Veuillez utiliser cette adresse pour citer ce document : http://repositorio.unb.br/handle/10482/47390
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Titre: Sinais eletromiográficos de superfície e de mecânica respiratória para definição de variáveis preditoras de tosse : uma proposta de diagnóstico funcional e neuromotor de tosse em pessoas com lesão medular
Autre(s) titre(s): Surface electromyographic signals and respiratory function for the definition of variables cough predictors : a proposal for functional and neuromotor diagnosis of cough in people with spinal cord injury
Auteur(s): Macedo, Felipe Soares
metadata.dc.contributor.email: macedosfelipe@gmail.com
Orientador(es):: Rocha, Adson Ferreira da
Coorientador(es):: Miosso, Cristiano Jacques
Assunto:: Eletromiografia de superfície
Fisioterapia
Lesão medular
Tosse
Máquina de vetor de suporte
Date de publication: 19-jan-2024
Référence bibliographique: MACEDO, Felipe Soares. Sinais eletromiográficos de superfície e de mecânica respiratória para definição de variáveis preditoras de tosse: uma proposta de diagnóstico funcional e neuromotor de tosse em pessoas com lesão medular. 2019. 143 f., il. Tese (Doutorado em Ciências Médicas) — Universidade de Brasília, Brasília, 2019.
Résumé: Introdução: Indivíduos com lesão medular frequentemente apresentam tosse ineficaz devido à disfunção muscular expiratória. A falência desse mecanismo de higiene brônquica contribui para até 20% dos casos de óbitos nos primeiros 6 meses após a lesão medular. Apesar de haver evidências científicas acerca da atividade elétrica em músculos respiratórios durante tosse voluntária em pessoas com lesão medular, o mecanismo de ação desses músculos, como no músculo peitoral, não está plenamente esclarecido. Objetivo: Desenvolver e validar um sistema para diagnóstico funcional da tosse e pré-tosse voluntária em pessoas com lesão medular a partir de características definidas por meio de sinais eletromiográficos e de mecânica respiratória. Materiais e Métodos: Foi realizado um estudo transversal, com 10 indivíduos com diagnóstico de lesão medular, com nível motor da lesão entre cervical (C6) e o torácico (T11), que estevam estáveis clinicamente, sem déficit cognitivo e sem doenças pulmonares ou infecciosas. O protocolo experimental incluiu as seguintes fases: I) avaliação do estado geral do participante - anamnese, exame físico e avaliação da função pulmonar; II) monitoramento respiratório pelo movimento torocoabdominal; III) parte da amostra participante da fase II foi selecionada para mapeamento eletromiográfico bilateral por meio de eletromiografia de superfície dos músculos peitoral maior e reto abdominal; IV) os dados obtidos nas etapas II e III foram analisados a partir do rotulagem manual dos sinais para definição prévia das classes de tosse e pré-tosse voluntária, extração de características e treinamento do algoritmo desenvolvido com base em Máquina de Vetor de Suporte (MVS); V) por fim, o algoritmo foi validado a partir de testes estatísticos e definição das métricas de desempenho, como verdadeiros positivos, sensibilidade, especificidade e acurácia. O protocolo de pesquisa foi aprovado pelo Comitê de Ética em Pesquisa com Seres Humanos da Faculdade de Ciências Médicas da Universidade de Brasília sob CAEE: 54825816.7.0000.5558. Resultados: As características, como valores RMS e energias em bandas de frequência correspondentes aos sinais foram de até 98% de verdadeiros positivos para tosse voluntária classificada por meio de sinais mecânicos e 94% verdadeiros positivos com sinais de EMG-S. Quanto ao diagnóstico da pré-tosse, não foi possível por meio das características extraídas pelos sinais de mecânica respiratória, enquanto essa validação por meio de sinais de EMG-S apresentou até 93,4 de verdadeiro positivos. Conclusão: O sistema desenvolvido foi capaz de extrair e definir características treinamento e validação dos eventos de tosse e pré-tosse, a partir de sinais de mecânica respiratória e de eletromiografia de superfície, o que demostrou que ambos podem ser úteis no diagnóstico de eventos neuromotores como a tosse e a respiração espontânea em pessoas com lesão medular. No entanto, as características, valores de RMS e energia em banda de frequência, obtidos por meio de sinais de eletromiografia apresentou desempenho superior aos sinais de mecânica respiratória para definição dos eventos de pré-tosse.
Abstract: Introduction: Individuals with spinal cord injury often have ineffective cough due to expiratory muscle dysfunction. The failure of this mechanism of bronchial hygiene contributes to up to 20% of the cases of deaths in the first 6 months after the spinal cord injury. Although there is scientific evidence about the electrical activity in respiratory muscles during voluntary cough in people with spinal cord injury, the mechanism of action of these muscles, as in the pectoralis muscle, is not fully understood. Objective: To develop and validate a system for the functional diagnosis of cough and voluntary pre-cough in people with spinal cord injury based on characteristics extracted by means of electromyographic signals and respiratory mechanics. Materials and Methods: A cross-sectional study was carried out with 10 individuals diagnosed with spinal cord injury, with motor level of the lesion between cervical (C6) and thoracic (T11), who were clinically stable, without cognitive deficit and without pulmonary or infectious diseases. The experimental protocol included the following phases: I) evaluation of the general condition of the participant - anamnesis, physical examination and evaluation of lung function; II) respiratory monitoring by thoracoabdominal movement; III) part of the phase II participant sample was selected for bilateral electromyographic mapping using surface electromyography of the pectoralis major and rectus abdominis muscles; IV) the data obtained in stages II and III were analyzed from the manual labeling of the signals for previous definition of the classes of cough and voluntary pre-cough, extraction of characteristics and training of the algorithm developed on the basis of the Vector Support Machine (MVS ); V) finally, the algorithm was validated from statistical tests and definition of performance metrics, such as true positives, sensitivity, specificity and accuracy. The research protocol was approved by the Committee of Ethics in Research with Human Beings of the Faculty of Medical Sciences of the University of Brasília under CAEE: 54825816.7.0000.5558. Results: The characteristics, such as RMS values and energies in frequency bands corresponding to the signals were up to 98% true positive for voluntary cough classified by means of mechanical signals and 94% true positive with signs of EMG-S. Regarding the diagnosis of pre-cough, it was not possible by means of the characteristics extracted by signs of respiratory mechanics, whereas this validation by means of signals of EMG-S presented up to 93.4 of true positives. Conclusion: The developed system was able to extract and define characteristics training and validation of cough and pre-cough events, from signs of respiratory mechanics and surface electromyography, which showed that both may be useful in the diagnosis of neuromotor events such as coughing and spontaneous breathing in people with spinal cord injury. However, the characteristics, RMS values and energy in the frequency band obtained by means of electromyography signals presented superior performance to the signs of respiratory mechanics for the definition of pre-cough events.
metadata.dc.description.unidade: Faculdade de Medicina (FMD)
Description: Tese (doutorado) — Universidade de Brasília, Faculdade de Ciências Médicas, Programa de Pós-Graduação em Ciências Médicas, 2019.
metadata.dc.description.ppg: Programa de Pós-Graduação em Ciências Médicas
Collection(s) :Teses, dissertações e produtos pós-doutorado

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