Shoulder’s abduction rehabilitation movements in deep-water: a dual-media biomechanical analysis

Abstract

Physiotherapists often use deep-water exercises, combining movements under and above water. The purpose of this study was to examine the range of motion, peak velocity, phase duration and smoothness coefficient in dual-media shoulder abduction performed in deep water with different buoyancy aids and compare dominant and non-dominant upper limbs. Ten healthy right-handed and experienced participants (five men and five women, age 30.1 ± 9.4 years, BMI 21.8 ± 2.8), performed the upper limb abduction movements at maximum speed in three conditions: no aided buoyancy, pool noodle and buoyancy belt. Biomechanical components at the upper limb endpoint (third finger) were determined using a movement capture system (Qualisys, Gothenburg, Sweden). Gender interaction was not significant for any variable. Comparing dominant and non-dominant upper limbs, the results showed differences in the underwater phase for the range of motion (without buoyancy aid t = -0.60; pool noodle t = 0.10; buoyancy belt t = -2,18), in phase duration (without buoyancy aid t = 0.42; pool noodle t = -0.75; buoyancy belt t = 0.15) and in the smoothness coefficient (without buoyancy aid t = 1.89), similar to the transition phase. When comparing the fluctuation conditions for each upper limb, the results show differences in above water phase in peak velocity with no aided buoyancy vs. the buoyancy aid, buoyancy belt (non-dominant limb, t = 0.04) and in the transitional phase for range of motion for no buoyancy aid vs. the buoyancy aid, buoyancy belt in both upper limbs (dominant limb, t = 2.08; non-dominant limb, t = 2.40) and phase time in the non-dominant limb (t = -0.04). In sum, the range of motion and peak velocity indicate the buoyancy belt as the best option for shoulder abduction with optimal symmetry between dominant and non-dominant upper limbs for the different phases of dual media in sessions performed in deep water.

Os fisioterapeutas costumam prescrever exercícios em águas profundas, combinando movimentos abaixo e acima da superfície da água. O objetivo do presente estudo foi examinar a amplitude de movimento, pico da velocidade máxima, duração das fases e o coeficiente de suavidade durante a abdução do ombro realizada em águas profundas, utilizando diferentes meios de flutuação em função da lateralidade. Dez participantes saudáveis, destros e experientes na água (cinco homens e cinco mulheres, idade 30.1 ± 9.4 anos, IMC 21.8 ± 2.8) realizaram os movimentos de abdução do membro superior em velocidade máxima em três condições: sem auxílio à flutuabilidade, com “esparguete” de piscina e com cinto de flutuação. A cinemática 3D da extremidade distal do membro superior (terceiro dedo) foi determinada usando um sistema de captura de movimento de duplo meio (Qualisys, Gothenburg, Sweden). A interação do sexo não foi significativa para nenhuma variável. Comparando membro superior dominante com não dominante, os resultados mostraram diferenças na fase subaquática para a amplitude de movimento (sem auxiliar de flutuação t = -0.60; “esparguete” de piscina t = 0.10; cinto de flutuação t = -2.18), no tempo de duração da fase (sem auxiliar de flutuação t = 0.42; “esparguete” de piscina t = -0.75; cinto de flutuação t = 0.15) e no coeficiente de suavidade (sem auxiliar de flutuação t= 1.89), à semelhança da fase de transição. A comparação entre as condições de flutuação para cada membro superior, os resultados apresentam diferenças na fase aérea no pico da velocidade para as condições de sem auxiliar de flutuação vs. cinto de flutuação (membro não dominante, t = 0.04) e na fase transitória para amplitude de movimento para as condições com “esparguete” de piscina vs. cinto de flutuação em ambos os membros superiores (membro dominante, t = 2.08; membro não dominante, t = 2.40) e tempo de fase no membro não dominante (t = -0.04). Em suma, a amplitude de movimento e o pico da velocidade indicam o cinto de flutuação como melhor opção na abdução do ombro entre o membro superior dominante e não dominante para as diferentes fases do duplo meio em águas profundas.