Gait initiation reflects the adaptive biomechanical strategies of adolescents with idiopathic scoliosis

BackgroundThe dynamics behavior of patients with idiopathic scoliosis obviously requires some biomechanical compensatory strategies. Our objective is to analyze the ground reaction forces (GRF) exerted during gait initiation in order to determine the dynamic consequences of idiopathic scoliosis.MethodsTen adolescent girls suffering from idiopathic scoliosis with a right thoracic curvature (Cobb > 15°) and 15 healthy adolescents participated in this study. Two force plates were used to record the ground force evolution for the right and left limbs tested during gait initiation.ResultsWhichever limb was used to initiate gait, gait initiation duration was found to be significantly longer in persons with scoliosis than in healthy subjects. In the scoliosis group (SG), the impulses, occurrences and forces values were also greater than in healthy subjects. Under the stance foot, the anteroposterior and vertical forces were always increased. Under the swing foot, the SG showed the same characteristics associated to decreased mediolateral impulses parameters. Even greater differences were observed between these two groups in terms of peak occurrences during left-limb gait initiation. The intragroup comparisons only unveiled very few differences between the two limbs for the control group (CG), whereas significantly higher values were recorded for the group of scoliosis patients when gait was initiated with the left limb rather than with the right one.ConclusionFor patients with scoliosis specific dynamic behavior adjustment are made during gait initiation patterns, for both limbs in order to maintain balance during gait to compensate for their spine deformation. Patients with scoliosis always showed slower dynamic patterns than healthy controls. These results show the importance of including specific evaluation and dynamic physical rehabilitation for patients with idiopathic scoliosis.

RésuméObjectifLa scoliose idiopathique induit une réorganisation du comportement dynamique du patient. Notre objectif est d'analyser les conséquences de la déformation rachidienne sur l'initiation de la marche via l'évolution des forces de réaction du sol.Patients et méthodeDix adolescentes présentant une scoliose idiopathique thoracique droite (Cobb > 15°) et 15 sujets témoins ont participé à cette étude. Deux plateformes de forces ont permis d'enregistrer l'évolution de la force de réaction du sol au cours de la réalisation d'une initiation de la marche (pas initiés par les membres inférieurs droit et gauche).RésultatsPour l'ensemble des tests, la durée de l'initiation du pas était significativement augmentée pour les patients par rapport aux sujets témoins. La scoliose idiopathique induit lors de l'initiation du pas une augmentation des impulsions, des occurrences et des amplitudes de la force de réaction du sol. Sous le pied d'appui, c'est principalement les composantes verticales et antéropostérieures qui sont les plus perturbées. Sous le pied initiant le mouvement, ces mêmes caractéristiques ont pu être observées, mais, elles sont associées à une diminution des impulsions pour la force médiolatérale. Les différences entre les groupes sont particulièrement visibles lorsque le mouvement est initié par le membre du côté concave (gauche). Pour le groupe de patient, l'initiation par ce même côté induit une augmentation systématique de tous les paramètres par rapport à l'initiation du côté droit. Peu de différences ont pu être mises en évidence entre les côtés pour le groupe de sujets témoins.ConclusionLa scoliose idiopathique induit le développement de stratégies adaptatives lors de l'initiation de la marche, caractérisées par un ralentissement du mouvement et une asymétrie comportementale entre les pas du côté de la convexité et du côté de la concavité. Ces résultats montrent l'importance d'inclure une évaluation et une rééducation lors du mouvement pour les patientes présentant une scoliose idiopathique.