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

Abstract

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.