Análise da relação entre parâmetros da onda M e a dor

Rev Dor. São Paulo, 2011 out-dez;12(4):301-7 ARTIGO ORIGINAL Análise da relação entre parâmetros da onda M e a dor* Analysis of the relationship between M wave parameters and pain Alessandro Ribeiro de Pádua Machado1, Iraides Moraes de Oliveira1, Adriano Pereira Alves2, Adriano Oliveira Andrade2 * Recebido do Laboratório de Engenharia Biomédica (BIOLAB) da Faculdade de Engenharia Elétrica da Universidade Federal de Uberlândia. Uberlândia, MG. RESUMO JUSTIFICATIVA E OBJETIVOS: A dor é uma sensação subjetiva e individual que causa muitos desconfortos para quem a sente. Dessa forma, é necessário por em prática métodos que a quantiiquem objetivamente. Vários estudos indicam que os potenciais evocados (PE) produzem respostas que podem reletir os processos dolorosos. Este estudo utilizou características extraídas da onda M, sendo esta um tipo de PE relacionado à resposta neuromuscular, como possíveis marcadores da sensação de dor. MÉTODO: Treze voluntários, sendo 6 do sexo masculino e 7 do sexo feminino, foram incluídos no estudo. Foram realizadas cinco sessões de um protocolo experimental. Em cada sessão o voluntário recebeu estímulos elétricos no músculo abdutor do hálux. Inicialmente foi aplicada uma corrente de 1 mA com 20 pulsos de 2 Hz. Depois a corrente elétrica foi incrementada de 1 mA em 1 mA até que o voluntário relatasse a dor máxima. Nos voluntários do sexo feminino foi registrado também o dia do ciclo menstrual em cada sessão do experimento. Foram avaliadas várias características das ondas M. RESULTADOS: O mínimo global da onda M é correlacionado com o aumento da amplitude da corrente elé- 1. Aluno de Doutorado de Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica da Universidade Federal de Uberlândia. Uberlândia, MG, Brasil. 2. Docente da Faculdade de Engenharia Elétrica da Universidade Federal de Uberlândia. Uberlândia, MG, Brasil. Endereço para correspondência: Alessandro Ribeiro de Pádua Machado Avenida João Naves de Ávila, 2121, Campus Santa Mônica Bloco 1E, Sala 8 38408-100 Uberlândia, MG. Fone: (34) 3239-4771 E-mail: alessandrorpmachado@yahoo.com.br c Sociedade Brasileira para o Estudo da Dor trica do estímulo, consequentemente com o aumento da dor sentida pelo sujeito. Os participantes do sexo feminino relataram limiar e tolerância à dor com intensidades de corrente elétrica menor quando comparados aos voluntários do sexo masculino. CONCLUSÃO: O mínimo global da onda M mostrou relação com o aumento da sensação dolorosa sendo que no sexo masculino o limiar e a tolerância à dor foram maiores que no sexo feminino, e as diferentes fases do ciclo menstrual não interferiram nas avaliações. Descritores: Dor, Estimulação elétrica, Limiar sensorial, Potenciais evocados. SUMMARY BACKGROUND AND OBJECTIVES: Pain is a subjective and individual sensation causing major discomfort. So, it is necessary to put into practice methods to objectively quantify it. Several studies indicate that evoked potentials (EP) generate responses which may relect painful processes. Our study has used characteristics extracted from the M wave, which is a type of EP related to neuromuscular response, as possible pain sensation markers. METHOD: Participated in this study 13 volunteers, being 6 males and 7 females. Five sessions of an experimental protocol were held. In each session, volunteers received electrical stimulations on the abductor hallucis muscle. Initially, 1 mA current with 20 pulses of 2 Hz was applied. Then, the electric current was incremented in 1 mA until volunteer reported maximum pain. For female volunteers, menstrual cycle day in each session was also recorded. Several M wave characteristics were evaluated. RESULTS: Global minimum of the M wave is correlated to increased electric current amplitude of stimulation, and consequently to more pain felt by the individu- 301 Rev Dor. São Paulo, 2011 out-dez;12(4):301-7 Machado, Oliveira, Alves e col. al. Female participants have reported pain threshold and tolerance with lower electric current intensity as compared to male volunteers. CONCLUSION: Global minimum of the M wave was related to increased pain and in males pain threshold and tolerance were higher as compared to females. Different menstrual cycle phases have not interfered with evaluations. Keywords: Electric stimulation, Evoked potentials, Pain, Sensory threshold. INTRODUÇÃO A dor é sensação subjetiva e individual, atualmente mensurada com escalas subjetivas, com potencial de suscetibilidade à contaminação por múltiplos fatores externos à imediata sensação dolorosa, como a ansiedade, expectativas, experiências passadas, entre outros, que podem contribuir para erros e confundir as variações subjetivas da dor1. Por causar tantos transtornos e de não poder ser objetivamente mensurada2, é necessário que se busquem alternativas para quantiicá-la de forma objetiva, para utilizar o tratamento mais adequado de acordo com a sua real intensidade, ou seja, detectar a dor por um mecanismo que não sofra inluência de fatores emocionais. A avaliação da intensidade da dor normalmente é realizada com o auxílio da escala analógica visual (EAV)3, porém esta também é subjetiva. Vários estudos relatam a importância de identiicar a intensidade da dor dos pacientes, porém usam métodos subjetivos e nem sempre idedignos para tais mensurações, pois a maioria desses métodos necessita de que o paciente emita alguma resposta voluntária e muitos estão em condições que os impossibilitam de reagirem ou de compreenderem o que deve ser feito4-6. A avaliação da dor pode ser feita com ferramentas como a eletromiograia (EMG), a análise de potenciais evocados e a eletroestimulação7. A estimulação elétrica é vastamente utilizada em terapias físicas8. Estudo realizado com o objetivo de veriicar o nível de desconforto sensorial causado por correntes de baixa e média frequências na estimulação elétrica dos músculos que constituem o quadríceps femoral em mulheres saudáveis deixa clara a existência de dor durante sessões de eletroestimulação9. O objetivo deste estudo foi utilizar a estimulação elétrica como meio de estimulação dolorosa, e veriicar a possível correlação entre parâmetros extraídos das ondas M com as sensações de dor relatadas pelos voluntários e avaliadas pela EAV. 302 MÉTODO Após aprovação pelo Comitê de Ética em Pesquisa da Universidade Federal de Uberlândia (UFU), protocolo nº 036/09, realizou-se este estudo com 13 indivíduos saudáveis, sendo 6 do sexo masculino e 7 do sexo feminino, com faixa etária entre 18 e 30 anos, acadêmicos dos cursos da UFU. A coleta de dados foi realizada no Laboratório de Engenharia Biomédica (Biolab) da universidade. Os critérios de inclusão foram não apresentar histórico de cirurgia, dor ou lesão no membro inferior dominante. Os critérios de exclusão foram existência de desordens neurológicas centrais ou periféricas e acometimentos reumáticos; uso de marcapasso ou problema cardíaco; obesidade; uso de medicamentos que provoquem alterações do controle motor e da sensibilidade periférica como os benzodiazepínicos, opioides, anti-histamínicos, anticonvulsivantes e antidepressivos; amputação de membro inferior e diabetes mellitus. Cada um dos voluntários participou de cinco sessões experimentais. Todas as sessões foram executadas no mesmo período do dia devido a possíveis inluências do ritmo circadiano. Durante os experimentos os voluntários icaram confortavelmente em decúbito dorsal, em uma poltrona reclinável, com lexão plantar do tornozelo e inversão do pé. O pé utilizado foi o dominante do voluntário. Antes do posicionamento dos eletrodos, a pele foi limpa com álcool e, quando necessário, foi tricotomizada. O eletrodo de referência da eletroestimulação foi ixado na margem lateral do pé e o eletrodo de eletroestimulação foi colocado na margem medial do pé, no ponto motor do músculo abdutor do hálux. Para a detecção do ponto motor do músculo abdutor hálux foi utilizado um eletrodo em forma de caneta, o qual era deslizado sobre a margem medial do pé do sujeito concomitantemente com a emissão de pulsos elétricos. O ponto que teve a máxima resposta mecânica com o mínimo de corrente foi considerado como o ponto motor do músculo abdutor do hálux do indivíduo (Figura 1). Os eletrodos de EMG foram ixados entre o ponto motor e o tendão distal do músculo, com o eletrodo de referência posicionado no maléolo medial do mesmo membro. Os eletrodos de captação do sinal eletromiográico e o eletrodo de referência foram ixados com itas adesivas especíicas para essa inalidade e uma pasta eletrocondutora foi utilizada entre estes eletrodos e a pele dos indivíduos (Figura 2). Análise da relação entre parâmetros da onda M e a dor Figura 1 - Detecção do ponto motor do músculo abdutor do hálux (margem medial). Figura 2 - Posicionamento dos eletrodos na margem medial do pé. (1) eletrodos de EMG, (2) eletrodo de eletroestimulação, (3) eletrodo de referência da EMG. Rev Dor. São Paulo, 2011 out-dez;12(4):301-7 do aumentando gradualmente a intensidade do estímulo até o máximo limite suportável, utilizando a EAV, sendo que o voluntário indicou verbalmente a sua percepção da dor de zero a 10, sendo que zero indica ausência de dor e 10 dor máxima tolerável. O voluntário recebeu estímulos de 20 pulsos de 2 Hz e 0,3 ms a partir de 1 mA. Após cada série de 20 pulsos o voluntário relatou a intensidade da dor percebida de acordo com a EAV e fez as observações que julgou necessárias para o pesquisador. Depois do relato do voluntário outros 20 pulsos foram emitidos com incremento de 1 mA e assim sucessivamente até que o voluntário reportasse que a dor atingiu intensidade 10. Em cada sessão de 20 pulsos, o pesquisador registrou a dor percebida pelo voluntário em uma tabela de acordo com a EAV e as observações relatadas, na qual também foram anotados a data de nascimento; período do dia em que foi realizado o experimento; dia em que foi realizado o experimento; gênero e período do ciclo menstrual, no caso das mulheres. A eletroestimulação e o registro eletromiográico foram realizados com o equipamento Neuropack S1 MEB9400, Nihon Kohden, Japão. Os dados das ondas M gerados pelo equipamento Neuropack foram armazenados em formato texto (.txt) e foram analisados por meio de programas customizados desenvolvidos no MatLab (MathWorks). A partir destes programas foi possível estimar os seguintes parâmetros das ondas M: pico mínimo e máximo e o tempo de ocorrência de cada um deles. Cada um destes parâmetros foi correlacionado com a sensação dolorosa reportada na EAV. Avaliações preliminares mostraram que somente o pico mínimo, isto é mínimo global da onda M, foi correlacionado com a sensação de dor, sendo assim, somente os resultados que apresentaram correlação com a sensação dolorosa foram considerados. RESULTADOS Para garantir que os eletrodos de EMG e de eletroestimulação fossem posicionados no mesmo local nos cinco dias de teste, foi aplicado ao redor de cada eletrodo uma camada de corante que se fixa na pele por cerca de uma semana, popularmente conhecido como henna. Para o posicionamento do eletrodo de referência de EMG não foi necessária a marcação da pele com a henna, pois o maléolo medial é bastante protuberante. O nível de tolerância do sujeito de pesquisa foi veriica- O gráico 1 mostra a relação entre o valor da corrente aplicada (em mA) no eixo das abscissas e o valor do pico mínimo da onda M (em µV) no eixo das ordenadas. As tabelas 1 e 2 mostram os valores da corrente aplicada em mA em que cada um dos sujeitos relatou a presença da sensação dolorosa. Na coluna da extremidade esquerda está descrito a média geral de todos os voluntários descritos em cada uma das tabelas, juntamente com o respectivo desvio-padrão. 303 Rev Dor. São Paulo, 2011 out-dez;12(4):301-7 Machado, Oliveira, Alves e col. As tabelas 3 e 4 mostram os valores em que cada um dos sujeitos relatou a tolerância à dor em cada uma das sessões e a tabela 5 mostra o dia do ciclo menstrual em que as voluntárias se submeteram aos testes, sendo considerado como primeiro dia, o dia em que a voluntária menstruou e que todas as voluntárias tem um ciclo menstrual de 28 dias. DISCUSSÃO Gráico 1 – Relação entre o pico mínimo da onda M e a corrente aplicada. Existe uma correlação muito grande entre a diminuição do pico mínimo da onda M com o aumento da intensidade da corrente aplicada nos indivíduos, tanto nos homens como nas mulheres. Os resultados foram de acordo com o que foi hipotetizado, mostrando que existe uma forte correlação entre o parâmetro das ondas M analisado, o pico mínimo, e o aumento da corrente, consequentemente com o aumento da dor. Tabela 1 - Representação dos valores da corrente de estimulação em mA em que os voluntários atingiram o limiar de dor e a média com o desvio-padrão dos sujeitos do gênero masculino em cada um dos testes. Sujeitos 1 2 3 4 5 6 Sessão 1 15 17 27 9 13 17 Sessão 2 17 19 19 9 12 13 Sessão 3 19 19 26 11 14 13 Sessão 4 20 18 30 10 13 14 Sessão 5 22 21 30 12 13 14 Média ± DP 18,6 ± 2,7 18,8 ± 1,4 26,4 ± 4,5 10,2 ± 1,3 13 ± 0,7 14,2 ± 1,6 Média Geral ± DP 16,8 ± 5,7 Tabela 2 - Representação dos valores da corrente de estimulação em mA em que os voluntários atingiram o limiar de dor e a média com o desvio-padrão dos sujeitos do gênero feminino em cada um dos testes. Sujeitos 7 8 9 10 11 12 13 Sessão 1 14 11 15 11 15 15 17 Sessão 2 14 11 16 14 11 18 18 Sessão 3 14 15 13 10 11 17 19 Sessão 4 16 16 22 10 11 15 19 Sessão 5 17 14 22 12 10 21 18 Média ± DP 15 ± 1,4 13,4 ± 2,3 17,6 ± 4,1 11,4 ± 1,6 11,6 ± 1,9 17,2 ± 2,4 18,2 ± 0,8 Média Geral ± DP 14,9 ± 2,8 Tabela 3 - Representação do valor de corrente de estímulo em mA em que os voluntários atingiram a tolerância à dor relatado por cada um dos sujeitos do gênero masculino, com média e desvios-padrão individual e geral. Sujeitos 1 2 3 4 5 6 304 Sessão 1 30 39 21 44 35 Sessão 2 30 44 29 41 39 Sessão 3 33 43 26 47 35 Sessão 4 33 43 24 45 35 Sessão 5 38 49 31 42 38 Média ± DP 32,8 ± 3,2 43,6 ± 3,5 26,2 ± 3,9 43,8 ± 2,3 36,4 ± 1,9 Média Geral ± DP 36,5 ± 7,4 Análise da relação entre parâmetros da onda M e a dor Rev Dor. São Paulo, 2011 out-dez;12(4):301-7 Tabela 4 - Representação do valor de corrente de estímulo em mA em que os voluntários atingiram a tolerância à dor relatado por cada um dos sujeitos do gênero feminino, com média e desvios-padrão individual e geral. Sujeitos 7 8 9 10 11 12 13 Sessão 1 27 48 32 27 23 27 26 Sessão 2 30 35 28 24 33 43 Sessão 3 30 33 27 24 34 38 Sessão 4 33 39 29 22 30 42 Sessão 5 33 41 31 23 34 40 Média ± DP 30,6 ± 2,5 48 ± 0 36 ± 3,8 28,4 ± 1,6 23,2 ± 0,8 31,6 ± 3 37,8 ± 6,8 Média Geral ± DP 31,2±5,2 Tabela 5 – Dia do ciclo menstrual em que as voluntárias se submeteram aos testes. Sujeitos Sessão 1 Sessão 2 Sessão 3 Sessão 4 Sessão 5 7 8 9 10 11 12 7º dia 20º dia 2º dia 14º dia 2º dia 10º dia 21º dia 3º dia 15º dia 3º dia 11º dia 22º dia 6º dia 17º dia 4º dia 12º dia 23º dia 9º dia 18º dia 5º dia 14º dia 24º dia 10º dia 24º dia 7º dia 13 18º dia 19º dia 25º dia 26º dia 28º dia Estudo que usou como estímulo doloroso a injeção de solução salina hipertônica não observou alterações nas ondas M com relação à velocidade de condução, amplitude e conteúdo espectral10, levando a concluir que a injeção de solução salina não alterou as propriedades da membrana das ibras musculares e que a diminuição da atividade muscular durante as contrações voluntárias foram provavelmente devidas a um fenômeno central, espinhal ou supraespinhal. Com o protocolo de indução dolorosa do presente estudo foi observado que as ondas M tiveram suas amplitudes alteradas. Alguns autores entendem que uma mudança na amplitude da onda M está relacionada a mudanças no pH, na temperatura e no diâmetro das ibras musculares10,11. O vale da onda M é justamente o ponto onde existe uma grande alteração na permeabilidade da membrana e a contração das ibras se dá por um rápido inluxo dos íons resultante desta alteração de permeabilidade. Esta contração está intimamente ligada com a percepção dolorosa, que é o foco do estudo. Tal fator expõe claramente a alta correlação entre o pico mínimo desta onda e a corrente elétrica estimulante. A representação dos valores do limiar de dor e suas médias, dos sujeitos do gênero masculino em cada um dos testes (Tabela 1) permite observar que nos sujeitos 2, 4, 5 e 6 os valores se mantiveram próximos em todos os testes, com um desvio-padrão máximo de 1,6, não havendo grandes variações. Tal fato proporciona maior coniabilidade no método utilizado, pois mostra que mesmo em dias diferentes os sujeitos demonstraram ter a mesma percepção do estímulo recebido e relataram sentir a dor com níveis muito próximos de corrente, senão os mesmos. A tabela 1 ainda mostra que, na maioria dos sujeitos do gênero masculino, o relato do limiar de dor ocorreu com uma corrente de estímulo menor na primeira sessão com relação às subsequentes. Isto pode ser explicado pela expectativa da dor esperada pelo sujeito, pois todos eles relataram no inal da primeira sessão que a dor percebida foi menor que a dor esperada antes do experimento. Com relação às mulheres sujeitos 8, 9 e 12 (Tabela 2), apresentaram desvio-padrão com relação à média do limiar de dor maior que 2. Como ocorreu com os sujeitos do gênero masculino, o relato do limiar de dor na primeira sessão foi com baixas correntes comparado com as outras sessões. Apenas o sujeito 11 relatou a percepção dolorosa em 15 mA na primeira sessão, em 11 mA na segunda, terceira e quarta sessões e em 10 mA na última sessão. Ao se comparar os homens com as mulheres percebeu-se que o valor médio do limiar de dor foi maior nos homens, 16,8 e 14,9, respectivamente. Estes resultados concordam com estudo que teve como objetivo examinar mensurações isiológicas e psicológicas relacionadas 305 Rev Dor. São Paulo, 2011 out-dez;12(4):301-7 Machado, Oliveira, Alves e col. ao gênero, em relatórios de dor experimental12, estudo em que as mulheres relataram menores limiares de dor e tolerância à dor. O presente estudo dá suporte à revisão da literatura13,18, que conclui que mais estudos são necessários para a diferenciação da sensação dolorosa entre homens e mulheres. A análise dos valores da tolerância à dor entre homens e mulheres (Tabelas 3 e 4) permite veriicar que, como no limiar de dor, na primeira sessão os sujeitos, com exceção do sujeito 5, relataram tal limiar com um valor de corrente mais baixo que em todos as outras sessões. O sujeito 3 não pôde ser analisado, pois em todas as sessões ele chegou aos 50 mA de estímulo relatando valores na EAV menores que 10. Com relação às mulheres o valor de corrente necessário para cada uma atingir a dor máxima na primeira sessão não foi maior na primeira sessão que nas demais. Ao se comparar homens e mulheres percebeu-se que o valor de corrente necessário para se atingir o valor máximo de dor foi maior nos homens (36,5) com relação às mulheres (31,2). Estes dados também estão de acordo com estudo que mostra signiicativa diferença com relação à tolerância da dor entre homens e mulheres12. A tabela 5 mostra a fase do ciclo menstrual em que se encontravam cada uma das voluntárias durante cada um dos testes. Foi tido como o primeiro dia do ciclo menstrual o dia em que houve a menstruação. Com exceção da voluntária 3 todas as voluntárias relataram a fase do ciclo em que se encontravam. Quando a mulher se encontra no período pré-menstrual ela sente dores abdominais e musculares, devido a isso foi hipotetizado que as voluntárias poderiam estar mais suscetíveis à sensação dolorosa durante este período, porém isso não foi conirmado14,15. O instrumento mais rigorosamente elaborado sobre parâmetros pré-menstruais, o Daily Symptom Report (DSR), airma que a pré-menstruação mostra sintomas 6 dias antes da menstruação ocorrer14. Portanto tem-se que os sujeitos 9 (testes 4 e 5), 11 (teste 5) e 13 (testes 3, 4 e 5) estavam no período de pré-menstruação durante os testes. Não foi observada nenhuma diferença ao se comparar os testes realizados durante o período pré-menstrual com relação aos outros períodos do ciclo menstrual das mulheres voluntárias nesta pesquisa. Muitos estudos vêm ao longo do tempo tentando correlacionar diferentes fatores com a dor, com a inalidade de encontrarem um meio de se quantiicar esta sensação. A utilização de biopotenciais pode auxiliar em muito esta tarefa, pois são processos que não são sensíveis a alterações pessoais, como experiências passadas, estado de humor do dia, etc. Tais alterações podem comprome- 306 ter estudos que avaliam a dor apenas por meio de escalas subjetivas. Neste estudo a onda M foi selecionada, pois é um potencial evocado que está livre destas alterações pessoais, podendo assim utilizar parâmetros isiológicos para se mensurar a dor. Com o protocolo utilizado foi veriicado que o parâmetro da onda M que possui maior correlação com o estímulo utilizado é seu pico inferior, ou vale. Portanto o presente estudo correlacionou o vale da onda M com o estímulo elétrico indutor da dor. Em todos os voluntários tal correlação se mostrou muito coerente, indicando que o caminho seguido foi correto. O estudo também observou que as mulheres mostraram um limiar de dor menor com relação aos homens e a tolerância à dor das mulheres também foi menor, evidenciando maior sensibilidade à dor por parte dos sujeitos do gênero feminino. Uma das principais contribuições do presente estudo foi a criação e a validação de um novo protocolo para a indução dolorosa. Outra grande contribuição foi encontrar um importante parâmetro da onda M que pode ser relacionado com a dor. Mostrar as diferenças com relação à percepção dolorosa entre homens e mulheres também foi um aspecto muito importante deste estudo que deve ser levado em consideração. Estudos futuros devem ser realizados com o objetivo de ampliar a validade dos resultados obtidos nesta pesquisa: utilização do mesmo protocolo com maior número de sujeitos, para uma validação ainda mais airmativa dos dados obtidos; veriicação de outras características das ondas M como possíveis marcadores da sensação dolorosa; análise estatística para a veriicação da relevância das diferenças nos valores do limiar e da tolerância à dor entre homens e mulheres; utilização deste protocolo com a comparação entre sujeitos saudáveis e portadores de dores crônicas para ins de comparação. CONCLUSÃO O mínimo global da onda M mostrou relação com o aumento da sensação dolorosa sendo que no sexo masculino o limiar e a tolerância à dor foram maiores que no sexo feminino, e as diferentes fases do ciclo menstrual não interferiram nas avaliações. AGRADECIMENTOS Agradecemos à equipe do Laboratório de Engenharia Biomédica (Biolab - http://www.biolab.eletrica.ufu.br/) da Faculdade de Engenharia Elétrica da Universidade Análise da relação entre parâmetros da onda M e a dor Federal de Uberlândia (Uberlândia, MG), e à Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) pelo suporte inanceiro durante a execução da pesquisa (Projeto PE 030/2008). REFERÊNCIAS 1. Chan CW, Dallaire M. Subjective pain sensation is linearly correlated with the lexion relex in man. Brain Res 1989;479(1):145-50. 2. Sousa FA. Pain: the ifth vital sign. Rev Lat Am Enfermagem 2002;10(3):446-7. 3. Averbuch M, Katzper M. Baseline pain and response to analgesic medications in the post surgery dental pain model. J Clin Pharmacol 2000;40(2):133-7. 4. Hlers SJ, van Gulik L, van der Veen AM, et al. Comparison of different pain scoring systems in critically ill patients in a general ICU. Crit Care 2008;12(1)R15. 5. Bottega FH, Fontana RT. 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