Resumo: A respiração, em especial a fase da ventilação, é um ato dinâmico dependente da ação coordenada dos músculos respiratórios e da movimentação das estruturas osteo-articulares da caixa torácica. O presente trabalho objetiva propor e avaliar uma metodologia baseada em videogrametria para a análise experimental quantitativa da movimentação da caixa torácica durante a respiração bem como variáveis descritoras da movimentação da mesma. Para tanto, foi utilizado um sistema de análise cinemática tridimensional de movimentos (Dvideow) para obter a descrição das trajetórias espaciais de 38 marcadores fixados sobre referências anatômicas na caixa torácica de 14 sujeitos saudáveis. A partir das coordenadas tridimensionais dos marcadores as seguintes variáveis experimentais puderam ser obtidas: a) descrição das trajetórias espaciais dos marcadores de superfície a partir de um sistema para análise cinemática de movimentos; b) variação das distâncias ântero-posteriores (DAP) e transversais (DT) da caixa torácica, obtida através do cálculo das distâncias lineares entre os marcadores; c) evolução temporal de quatro ângulos articulares obtidos entre as costelas e diferentes sistemas de coordenadas, representando a movimentação das costelas, e análise da correlação destas variáveis; d) comportamento dos espaços intercostais, obtido através do cálculo das distâncias entre os marcadores adjacentes. A avaliação da metodologia proposta foi feita a partir dos seguintes testes: a) análise da acurácia do sistema de análise cinemática nas condições de aplicação da metodologia; b) análise da sensibilidade das variáveis experimentais aos erros do sistema de medida; c) análise da variabilidade intra-examinador dos resultados devido ao reposicionamento dos marcadores em dias diferentes. Os resultados referentes à metodologia mostraram uma acurácia de 2,4 mm, gerando erros máximos de 2 graus nas variáveis angulares. Os valores médios da DAP e da DT encontrados foram compatíveis com a literatura estudada. A variação relativa da DT e da DAP foi significativamente maior (p<0,05) durante a respiração em capacidade vital (CV) que em volume corrente (VC). As costelas 3 a 5 apresentaram variação da DAP significativamente menor que as costelas 9 e 10. Os ângulos a (movimento do par de costelas no plano quasi-sagital) e q (angulação da costela direita em relação à esquerda) apresentaram variação coerente com os ciclos respiratórios. A variação do ângulo a foi significativamente maior nas costelas 1, 2, 3, 5 e 6 em relação às costelas 9 e 10 durante respiração em CV. Os resultados da correlação entre os movimentos das costelas permitiram identificar dois padrões distintos: todas as costelas movimentando-se em concordância de fase (padrão 1), onde enquadraram-se 8 sujeitos, e costelas movimentando-se em oposição de fase (padrão 2), onde enquadraram-se 6 sujeitos. Em relação às distâncias intercostais, estas foram significativamente maiores nos espaços de 1 a 4, os quais também apresentaram maior variabilidade. De maneira geral, a metodologia e as variáveis apresentadas foram capazes de identificar e descrever a movimentação dos componentes osteo-articulares da caixa torácica durante a respiração, contribuindo para a discussão deste problema na literatura Ver menos

Abstract: Breathing is a dynamic action depending on the coordination of respiratory muscles contraction and the rib cage motion. This work proposes and evaluates a methodology based on videogrammetry for the quantitative experimental analysis of rib cage motion and the descriptive variables of this motion during breathing. Using a 3D kinematics analysis system (Dvideow), the trajectory of 38 landmarks fixed on the rib cage of 14 healthy subjects was obtained, and the following variables were calculated: a) description of spatial trajectories of landmarks; b) variation of the lateral (DT) and anterior-posterior (DAP) distances of the rib cage at the level of the 10 upper ribs, described by the linear distances of the markers in function of time; c) time evolution of four joint angles, obtained between the ribs and different coordinate systems representing rib movements and the analysis of the correlation of these movements; d) intercostal distances, obtained calculating the distances between adjacent landmarks. The methodology was evaluated by the following tests: a) analysis of the system accuracy; b) analysis of the sensibility of the variables to the system errors; c) analysis of the intra-examinator variability of the results for landmarks repositioning. It was obtained an accuracy of 2.4 mm, inducing errors of about 2 degrees on angular variables. The mean values of DAP and DT were consistent with literature. DAP and DT coefficient of variation was significantly higher (p<0.05) during vital capacity (CV) than quite breathing (VC). The 3rd to 5th ribs presented DAP variation significantly smaller than 9th and 10th ribs. Angles a (representing the motion of the pair of ribs at quasi-sagital plane) and q (representing the angle between right and left ribs) presented variation coherent with respiratory cycle. The variation of a was significantly higher at 1st, 2nd, 3rd, 5th and 6th ribs in relation to 9th and 10th ribs during CV. The results about the correlation between the motion of the ribs were able to identify two patterns of motion: all the ribs moving in phase (pattern 1), representing 8 subjects, and the last 3 ribs moving in opposite phase (pattern 2), representing 6 subjects. In relation to intercostals distances, spaces 1 to 4 were significantly higher and presented the highest variability. Concluding, the methodology and the variables proposed were able to identify and describe the motion of the rib cage components during breathing, contributing for the discussion of this matter at the literature Ver menos