APA – Ajustes Posturais Antecipatórios

Bianca Callegari - 03/06/2020

O que são os Ajustes Posturais Antecipatórios?

O Sistema Nervoso Central (SNC) neutraliza ou minimiza os efeitos mecânicos esperados após perturbações induzidas pelo movimento através dos ajustes posturais antecipatórios (APAs). As APAs envolvem mudanças na atividade muscular antes do movimento voluntário e seu objetivo é , além de  minimizar as perturbações de equilíbrio, auxiliar o desempenho motor. A "janela de tempo" dos ajustes antecipados começa 100 milissegundos (ms) antes do início de um movimento até 50 ms após o início da atividade e a mesma pode ser identificada através das oscilações do centro de pressão (COP) e da atividade muscular por meio da eletromiografia de superfície (sEMG).  

Como provocar APAs?

Os ajustes antecipatórios podem ser provocados por qualquer perturbação externa ou auto iniciada, como  uma tarefa de alcançar com as mãos ou apontar com o indicador. O movimento deve ser realizado o mais rápido e preciso quanto possível, mantendo o cotovelo em extensão. Nesse caso, o torque no membro superior que realiza o movimento focal, gera um desequilíbrio já previsto e calculado pelo SNC do sujeito.

Como identificar APAs utilizando o COP?

Se durante a tarefa de apontar os indivíduos permanecerem em bipesdestação sobre uma plataforma de força, é possível registrar os deslocamentos do COP. Os deslocamentos do COP na direção ântero-posterior são calculados usando equações descritas na literatura (Winter et al. 1996), onde Mx é o momento no plano sagital, Fz e Fy são os componentes verticais e ântero-posterior de força de reação do solo, dz é a distância entre a origem da plataforma para a superfície (0,038 m).


COP= [Mx- (Fy * dz)]/ Fz


Dois parâmetros do COP são muito utilizados para identificar e quantificar APAs.
 
1.    Onset do COP (COPonset): tempo (em ms) em que ocorre o início do descolamento posterior do COP, anteriormente ao início do movimento focal 
2.    Amplitude da APA (COPapa): magnitude total do deslocamento do COP desde o onset até o início do movimento focal  

Podemos visualizar esses parâmetros na Figura 1 abaixo. Os dados de deslocamento do COP antero-posterior estão alinhados no tempo em relação ao movimento focal, de modo que o tempo “zero” é exatamente o momento em que o membro superior se move em direção ao alvo. A linha azul marca o COPonset e a Variação do deslocamento do COP a partir desse momento até o “zero” é o COPapa.  As linhas vermelhas marcam o intervalo de base em que calculamos a média do COP (representando o sujeito em repouso sobre a plataforma). Esse baseline é utilizado para encontrar se, em algum momento antes do “zero”, o deslocamento ultrapassa a variação de 2 desvios padrão, sendo esse critério para ser identificado como onset.

Figura 1. Parâmetros  APA.

Vamos calcular isso no Matlab?

%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% Parâmetros  APA %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%

%importa e plota dados da plataforma de força (abaixo voce encontra link com a matriz de dados para poder trabalhar com essa funçao)
function C1(~,~)  
[file,dir] = uigetfile('.txt','FP');
Arquivo = [dir file];
FP_Avg = importdata(Arquivo);
FP_Avg(:,2) = FP_Avg(:,2)-FP_Avg(1,2);
plot(FP_Avg(:,1),FP_Avg(:,2),'k')
axis([-1.5 1.5 min(FP_Avg(:,2)) max(FP_Avg(:,2))])
hold on
 
set(gca,'fontname','times new roman','fontsize', 14, 'xgrid', 'on', 'ygrid', 'on')
xlabel ('time (s)', 'fontname','times new roman','fontsize', 14)
ylabel ('COP displacement (cm)', 'fontname','times new roman','fontsize', 14)
 
%encontrar o baseline - primeiro clique
g = ginput(1); 
x1 = g(1,1);
y1 = g(1,2);
 
for j = 1:length(FP_Avg(:,2))
    if FP_Avg(j,1) >= x1        
        plot([FP_Avg(j,1) FP_Avg(j,1)],[min(FP_Avg(:,2)) max(FP_Avg(:,2))],'--r')                
        t1 = j;
        break
    end
end
 
%encontrar o baseline - segundo clique
g = ginput(1); 
x1 = g(1,1);
y1 = g(1,2);
 
for j = 1:length(FP_Avg(:,2))
    if FP_Avg(j,1) >= x1                
        t2 = j;
        plot([FP_Avg(j,1) FP_Avg(j,1)],[min(FP_Avg(:,2)) max(FP_Avg(:,2))],'--r')                
        break
    end
end

%cálculo média e SD
baseline_FP_Avg = mean(FP_Avg(t1:t2,2)); 
baseline_FP_SD = std(FP_Avg(t1:t2,2));
baseline_duration = FP_Avg(t2,1)-FP_Avg(t1,1);
 
%encontra APA se o SD for 3 x maior                       
for j = t2:length(FP_Avg(:,2))
    if FP_Avg(j,2) <= baseline_FP_Avg - baseline_FP_SD*3 
        plot([FP_Avg(j,1) FP_Avg(j,1)],[min(FP_Avg(:,2)) max(FP_Avg(:,2))],'--b')                
        break
    end
end
 
for z = j:length(FP_Avg(:,2))
    if FP_Avg(z,1) >= 0
        
        break
    end
end
 
APA_Onset_FP = FP_Avg(j,1);
APA_Amplitude_FP = abs(abs(FP_Avg(z,2)) - abs(FP_Avg(j,2)));
 
text(0.5,-1.2,['APAonset = ' num2str(APA_Onset_FP)],'fontname','times new roman','fontsize', 14)
text(0.5,-1.3,['APAamplitude = ' num2str(APA_Amplitude_FP)],'fontname','times new roman','fontsize', 14)
 

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