Isokinetic trunk muscle performance in pre-teens and teens with and without back pain.

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REHAB 671 1–17

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ScienceDirect www.sciencedirect.com 1

Annals of Physical and Rehabilitation Medicine xxx (2013) xxx–xxx

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Original article / Article original

Isokinetic trunk muscle performance in pre-teens and teens with and without back pain

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5

E´valuation isocine´tique de la force et de l’endurance en flexion et extension du tronc chez des adolescents te´moins et lombalgiques

6 7

J.-C. Bernard a,*, S. Boudokhane b, A. Pujol c, E. Chaleát-Valayer b, G. Le Blay b, J. Deceuninck c

8 Q1 9 10 11 12 13 14

a

Service enfants-adolescents, de´partement de me´decine physique et reádaptation, Croix Rouge française, centre me´dico-chirurgical de reádaptation des Massues, 92, rue Edmond-Locard, 69322 Lyon cedex 05, France b De´partement de me´decine physique et reádaptation, Croix Rouge française, centre me´dico-chirurgical de reádaptation des Massues, 92, rue Edmond-Locard, 69322 Lyon cedex 05, France c Croix Rouge française, centre me´dico-chirurgical de reádaptation des Massues, 92, rue Edmond-Locard, 69322 Lyon cedex 05, France

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Received 25 June 2012; accepted 23 October 2013

19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41

Abstract Objective. – To assess with an isokinetic dynamometer the force and endurance of the spinal flexor and extensor muscles in pre-teens or teens aged 11 to 13 and 14 to 16 years with and without low back pain (LBP). Method. – The control group and the LBP group were homogeneous in terms of age, weight, height and Body Mass Index (BMI). Assessment was carried out with the isokinetic dynamometer Cybex Norm1. The spinal flexors and extensors were explored concentrically at speeds of 608, 908 and 1208/sec. The parameters chosen were: maximal moment of force (MMF), mean power (MP), total work (TW), F/E ratios (between the flexors and the extensors for the aforesaid parameters). In the LBP groups, clinical information (pain, extensibility of the spinal and sub-pelvic muscles, sports practice) and sagittal radiological data were all measured. Results. – While no significant difference in isokinetic performance was found between asymptomatic and LBP children in the 11-to-13-year-old group, the isokinetic performances of the LBP children were influenced positively by BMI value, number of hours of physical activity and radiologic value of the lumbar lordosis. As regards these pre-teens, assessment with an isokinetic dynamometer does not highlight muscle characteristics that might explain LBP occurrence. As regards the 14-to-16-year-old group, muscle strength has been found to be correlated with age. LBP teens were showed to have weaker extensors and stronger flexors than the healthy teens. It is with regard to this age group that assessment with an isokinetic dynamometer clearly yields interesting results. Since we have yet to standardize our evaluation criteria (working speed, number of trials. . .), it is difficult to compare our results with those reported in the literature. Conclusion. – This is a preliminary study involving a relatively low number of patients. That said, given the fact that numerous parameters are connected with the age and height of the subjects, assessment with an isokinetic dynamometer can be constructively carried out from the age of 14. In order to further enhance understanding of this phenomenon, a longitudinal and comparative study of a larger group is needed. # 2013 Published by Elsevier Masson SAS. Keywords: Isokinetic; Children; (Pre-)teens; Strength; Trunk

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Re´sume´ Objectif. – E´valuer au dynamome`tre isocine´tique la force et l’endurance des flećhisseurs et extenseurs du rachis de 2 groupes d’adolescents de 11 a` 13 ans et de 14 a` 16 ans. Me´thode. – Les groupes te´moins et lombalgiques sont homoge`nes en aˆge, poids, taille, indice de masse corporelle. L’e´valuation est effectueé au dynamome`tre isocine´tique Cybex Norm1. L’exploration se fait en concentrique, aux vitesses de 60, 90, et 1208/s. Les parame`tres retenus sont :

* Corresponding author. E-mail address: [email protected] (J.C. Bernard). 1877-0657/$ – see front matter # 2013 Published by Elsevier Masson SAS. http://dx.doi.org/10.1016/j.rehab.2013.10.004

Please cite this article in press as: Bernard J-C, et al. Isokinetic trunk muscle performance in pre-teens and teens with and without back pain. Ann Phys Rehabil Med (2013), http://dx.doi.org/10.1016/j.rehab.2013.10.004

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J.-C. Bernard et al. / Annals of Physical and Rehabilitation Medicine xxx (2013) xxx–xxx

moment de force maximal, puissance moyenne, travail total se´rie, ratios F/E (rapport flećhisseurs/extenseurs pour les parame`tres prećite´s). Concernant le groupe « lombalgique », des donneés cliniques (douleur, extensibilite´ des muscles sous-pelviens et rachidiens, pratique sportive) et radiographiques sagittales sont mesureés. Re´sultats. – Pas de diffe´rence significative des performances isocine´tiques entre les adolescents lombalgiques et les adolescents asymptomatiques dans la tranche d’aˆge retenue des 11–13 ans mais des performances isocine´tiques chez les adolescents lombalgiques qui sont influenceés ` la lumie`re de ce positivement par la valeur de l’IMC, le nombre d’heures d’activite´ sportive et la valeur radiologique de la lordose lombaire. A travail, et pour la tranche d’aˆge des 11–13 ans, il ne semble pas que l’e´valuation par dynamome`tre isocine´tique apporte des e´le´ments caracte´ristiques sur le plan musculaire pouvant expliquer la survenue de lombalgies. Pour la tranche d’aˆge 14–16 ans, on retient que la force musculaire est corre´leé a` l’aˆge et que les lombalgiques ont des extenseurs plus faibles que les te´moins et inversement pour les flećhisseurs. Le dynamome`tre isocine´tique devient un mode d’e´valuation inte´ressant. La comparaison des re´sultats a` partir de la litte´rature est difficile tant que nous n’avons pas standardise´ les crite`res d’e´valuation (nombre d’essais, vitesse de travail. . .). Conclusion. – Il s’agit d’une e´tude pre´liminaire, sur de petits ećhantillons ; l’e´valuation par dynamome`tre isocine´tique peut eˆtre proposeé a` partir de l’aˆge de 14 ans car de nombreux parame`tres sont lie´s a` l’aˆge et la taille des sujets. Cependant, afin de mieux comprendre ces pheńome`nes, une e´tude longitudinale et comparative avec des ećhantillons plus importants est nećessaire. # 2013 Publie´ par Elsevier Masson SAS. Mots cle´s : Isocine´tisme ; Enfants ; Adolescents ; Force ; Tronc

64 65

102

1. English version 66

1.1. Introduction 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101

Measurement of trunk muscle strength and endurance contributes to clinical evaluation of the LBP patient; however, their physiological and individual variability effectively complicates appraisal and comparison. From a practical standpoint, muscle assessment methods using an isokinetic dynamometer are considered to be reliable and reproducible, with correlation coefficients between 0.93 and 0.99 for peak force values and between 0.91 and 0.96 for total workload values [6]. This dynamic assessment technique necessitates written as well as oral information from the patient, who is called upon to follow instructions throughout the procedure (means of installation, strapping, warm-up, initiation to training, etc.). Most existing studies focusing on isokinetic assessment of trunk muscle function involve adult populations consisting in healthy subjects, LBP subjects [13,16,21,22,39] or operated subjects [15,21]. On the other hand, studies assessing trunk muscle strength in children and adolescents have remained scarce [1,24]. Through clinical trunk muscle endurance tests, Salminen et al. [33] evaluated the strength of the flexors and extensors in 15-year-old and observed diminished endurance in the LBP group compared to the control group. In the study by Sjolie and Ljunggren [37], diminished muscle strength in the spinal extensors and increased spinal mobility served as predictive factors for lower back pain in subjects between 14 and 16 years of age. The studies conducted in children [43] have underscored a number of non-specific factors associated with LBP: relatively advanced age [24], female sex [1], past family LBP history [12], stiffness of the posterior muscle chain [24,27,28,34,35], vigorous physical activity [35,40], as well as the type and duration of seated position [44]. In a previous study [3] we showed that when using the Sorensen test, the spinal extensors were weaker in LBP patients than in members of the control

group, and we wished to know if this remained the case from an isokinetic standpoint. The main objective of this study consists in comparing by means of an isokinetic dynamometer the respective strength, power and endurance in healthy and LBP children with ages ranging from 11 to 16. The secondary objective, which pertains to the LBP population alone, consists in analyzing the relative influence of various clinical (pain intensity, hours of sports practice per week, muscle extensibility. . .) and radiologic (pelvic incidence, lumbar lordosis. . .) with regard to isokinetic performance.

103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113

1.2. Patients and method 114

1.2.1. Population The population consists in two groups: a group of pre-teens and teens suffering from lower back pain (LBP) and a control group (CG), all of the subjects aged from 11 to 16 years. Since growth is particularly pronounced during puberty, in order to take it into full account, both the healthy and the LBP children were divided into two distinct age groups, one from 11 to 13, and the other from 14 to 16 years old. This study was approved by the ethics committee of the CMCR des Massues, Croix Rouge française.

115

1.2.1.1. The lower back pain population. The LBP population consists in pre-teens and teens from 11 to 16 years of age monitored in our child/adolescent unit, where they receive orthopedic treatment for back pain. A child is included in this category when his or her pain is chronic (more than 3 months), despite independent physical therapy carried out on a regular basis for more than 3 months. There exists no clearly defined protocol for management of LBP patients by private practitioners through physical therapy; in fact, a prescription merely indicates that their work has got to revolve around the recruitment of trunk muscles, generally with mild loss of lumbar lordosis correlated to pelvic incidence. In any event, pain intensity in these patients as measured by the visual analog scale (VAS) has not lessened with time and remains greater than

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176

50%. The LBP children are evaluated prior to the outset of orthopedic treatment by means of codified clinical examination of the spine and frontal and lateral X-rays of the rachis taken as a whole. As for the criteria of non-inclusion in the study, they pertain to pre-teens and teens with lower back pain that lessened with time and whose functional impairment (use of analgesic medication, school absences, limited sport practice. . .) did not suffice, either for the child or the parents, to justify immobilization by bracing. Our study included 42 children: 29 girls and 13 boys. LBP prevalence was found to be higher in the former than in the latter [1]. 1.2.1.2. The control population. The control population consists in volunteers ranging in age from 11 to 16 years, and whose participation in the study presupposes parental authorization. Oral information is given to the child and the parent so as to explain the modalities and interest of determining spinal muscle strength, which shall serve as a reference, by means of an isokinetic dynamometer. These children suffer from no known spinal disease and do not present with any pain syndrome. They are isokinetically assessed on the occasion of a special call for participation. They do not benefit from radiological exploration of the spine, from a clinical examination or from a comprehensive functional evaluation comparable to the assessment carried out in LBP patients. Our study includes 41 healthy children: 21 girls and 21 boys. 1.2.1.3. For the 2 populations (healthy and LBP). Each child and his or her family received advance oral and written information on isometric assessment of spinal strength and on the precautions to be taken so as to avoid fasting in the event of morning testing, on preliminary warm-ups using a cycle ergometer and on possible risks such as occurrence or exacerbation of pain. The parents then authorized their children’s participation by written consent. The examination was carried out according to medical prescription. For technical and safety reasons, minimum height was set at 150 cm. For both populations, testing was to take place only once, so that all of

the children found themselves in the same learning situation with regard to the isokinetic apparatus. All in all, the test performance protocol, which involved preliminary warm-up, a precise number of repetitions in each series and the vocal encouragement of the laboratory’s physical therapist, was strictly the same for the two populations. The relatively low number of participants may be explained the fact that controls were difficult to recruit; in order to ensure intergroup homogeneity, it was consequently necessary to limit the number of LBP patients included in the study.

177

1.2.2. Type of study This was a retrospective study conducted from 2008 to 2011 in the pediatric reeducation unit of the CMCR des Massues, Croix rouge française (medical and surgical rehabilitation center).

187 188

1.2.3. Methodology For each child, different morphological data were recorded: age, weight and height. For the LBP children, the following clinical and radiological data were added: pain: intensity (in terms of the VAS, the Visual Analog Scale), impact (by means of the modified Saint-Antoine pain questionnaire with emotional and sensory scores) [45]; frequency (‘‘sometimes’’, ‘‘often’’, ‘‘very often’’, ‘‘all the time’’); length of time (in months); location on a body map; extensibility of the sub-pelvic and spinal muscles: popliteal angle, distance from heel to buttock, distance of fingers from floor, rachis extension (goniometric) [20]; sports practice: type (school and/or after school, for fun or in competition); number of hours/week, the sport(s) practiced; the radiologic parameters (lateral X-rays) [10]; angles (in degrees) of the sacral base, the lumbar lordosis (from L1–L5 lumbar vertebrae) and the dorsal kyphosis (from T4–T12 thoracic vertebrae). 1.2.4. Central criterion of judgment Muscle strength assessment by isokinetic dynamometer is carried out with a Cybex Norm1 apparatus [25,41]. The spinal

Fig. 1. Installation for isokinetic muscle strength assessment by the Cybex Norm1 isokinetic dynamometer.


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flexors and extensors are concentrically explored at speeds of 608, 908 and 1208/s. The children are set up in a standing position, and their legs, pelvis and chest are kept in place with fastening material (Fig. 1). The patient is informed of the apparatus’s operational principle and is given advice on how to provide maximum repetitive effort throughout his movements, whether they consist in bending or in extending. The isokinetic test is preceded by 20 to 30 minutes of warm-ups on a cycle ergometer and a preliminary phase is carried out with less than maximal exertion. The protocol itself consists in 3 series of 4 consecutive bending-extension movements with trunk anteflexion at 608, 908 and 1208/sec and at an amplitude of 0–708; it also involves a series of 20 movements at 1208/s. Rest time between series lasts 1 minute. All of the recordings are carried out by the same examiner. During each series, the subject is encouraged by the examiner.

parameters have been chosen as dependent variables. Correlation analysis between the clinical and radiologic data and the isokinetic parameters is performed in the LBP group through use of Spearman’s rank correlation coefficient (r). Comparison of the mean values for each of the isokinetic variables between the groups was carried out through nonparametric analysis of variance (Anova). For all of the tests, the degree of statistical significance was set at P < 0.05.

1.2.5. The parameters studied The parameters studied are:

1.3.2. Analysis of the clinical and radiologic data for the LBP populations 1.3.2.1. Pre-teen (11–13 years of age) LBP group. The lower back pain has been developing for 12 months on the average, and mean VAS pain is 56.5/100 (Table 2). All of the pre-teens have some sports activity, including 50% both in and after school. Duration of the sports activities ranges from 3 to 6 hours a week. The most widely practiced sports are gymnastics, swimming and skating.

the maximum moment of force (MMF) in Newton-meter (Nm) for the 3 speeds during the 4 repetitions; it is the moment of highest force in the course of a series; mean power (MP) in watts (W) at 1208 during the 4 repetitions. It is translated by P = W.t 1 and corresponds to the work performed within a given span of time; total workload (TW) by series in Joule (J) at 1208 during 20 repetitions. The work corresponds to integration of the surface situated under the curve and is cumulative with regard to the 20 repetitions; it is expressed in joule (J); the F/E ratios: it is the flexor/extensor ratio for the aforecited parameters. Comparisons are performed on the values expressed in body weight percentage for MMF and MP. As regards equilibrium, spinal muscle balance is considered as respected for F/E ratios lower than 1 if we use as a reference the literature pertaining to the adult rachis (0.64 to 0.72 without gravity correction, according to the authors, or 0.80 to 0.85).

262 263 264 265 266

1.2.6. Statistical analysis All of the collected information was coded and subsequently captured by computer equipment using SPSS 11.5 software for analysis, which is carried out with the support of the suitable statistical tests (Anova and correlation study). The isokinetic

1.3.1. Analysis of the demographic data There exists no statistically significant difference with regard to age, weight, standing height and body mass index (BMI) between the LBP group and the control group in any age category (P < 0.05) (Table 1).

1.3.2.2. Teen (14–16 years of age) LBP group. The lower back pain has been developing for 20 months on the average, and mean VAS pain is 45.1/100. Thirty percent of these teenagers no longer practice a sport (medical waiver), whether it be in or out of school. Duration of the sports activities ranges from 2 to 13 hours a week. The sports practiced are skiing, team sports, gymnastics and skating.

Age Weight (kg) Height (cm) BMI (kg/m2)

Control group n = 22

12.5 0.6 49.4 9.8 160.8 3.4 19.4 3.4

12.2 9.8 46.4 9.1 155.3 8.2 18.9 2.1

269 270 271 272 273 274 275

276 277 278 279 280 281 282 283 284 285 286 287 288 289 290 291 292 293 294 295 296 297 298 299 300 301 302

1.3.2.3. For the two groups. The radiologic parameters appear relatively normal with regard to the mean value for the sacral base, but they are weak for lumbar lordosis and dorsal kyphosis in comparison with the results reported by Mac-Thiong and Berthonnaud [19], whose studies were conducted in asymptomatic children and teenagers. As for the mean extensibility

P

LBP group n = 22

268

1.3. Results

Table 1 Demographic data by age category. 11–13 years

267

NS NS NS NS

14–16 years

P

LBP group n = 20

Control group n = 20

14.8 0.8 57.5 8.1 168.1 8.7 20.5 2.8

14.8 0.8 57 9.7 163.25 9.4 19.6 2.4

NS NS NS NS


303 304 305 306 307

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5 324

Table 2 Clinical and radiologic data for the LBP population. LBP 11–13 years n = 22

LBP 14–16 years n = 20

Values

Values

Development time (months)

12.5 12.6 [3–60]

20.2 13 [3–48]

Back pain frequency At times Often Very often No reply

12 (54.5%) 1 (4.5%) 9 (40.9%) –

9 2 5 4

Pain location Lower back Between the shoulder blades All along the spine No reply

20 (90.9%) 1 (4.5%) 1 (4.5%) –

13 (65%) – 4 (20%) 3 (15%)

VAS pain (/100)

56.5 21.9 [20–95]

45.1 233 [6–75]

SA emotional (/32)

7.3 5.2 [0–18]

7.2 6,7 [0–23]

SA sensory (/32)

6.4 3.3 [0–11]

4.7 4.8 [0–17]

Variables

(45%) (10%) (25%) (20%)

Types of sport activity Medical waiver School sport After-school sport School and after-school sport Competition

– 6 (27.2%) 2 (9.1%) 11 (50%) 3 (13.6%)

6 6 – 6 2

Sports hours/week

3.5 0.9 [3–6]

5.1 4 [2–13]

Finger-floor distance (cm)

7.7 10.4 [0–39]

8.6 7.56 [0–20]

Trunk extension (8)

32.6 13.7 [5–60]

27.8 4 [10–45]

Popliteal angle (8)

43 25.8 [0–90]

26.8 21.3 [10–70]

Heel-buttock distance (cm)

0.6 1.1 [0–3]

1.3 2.8 [0–10]

Sacral slope (8)

38 9 [21–57]

36.6 9.7 [25–62]

Lumbar lordosis (8)

40.9 9.2 [23–58]

40.7 11.2 [30–73]

Dorsal kyphosis (8)

35.7 8.7 [23–57]

31.5 9.4 [17–54]

(30%) (30%) (30%) (10%)

307 308 309 310 311 312 313 314 315 316 317 318 319 320 321 322 323 324

values, they are lower than those recorded for controls in a preliminary study conducted in the unit [3] (Table 2). 1.3.3. Central criterion of judgment 1.3.3.1. For the entire group. There exists no significant difference between the two groups as regards maximum moment of force (MMF), total workload (TW) and mean power (MP). Values for the extensors are higher than values for the flexors. As the speed is augmented, a decrease in MMF is observed. Values for the back pain patients are greater than those of the healthy subjects, except for mean power, in which the controls are superior to back pain patients in terms of flexion and extension. As concerns F/E ratios, there exist few differences between patients and controls. As the speed is augmented, so (in both groups) are the ratios. For the series taken as a whole, a total workload ratio close to 1 indicates lower endurance and reproducibility of the extensors. It should also be noted that in the two groups of pre-teens, the mean value

of this ratio is more elevated than is usually the case in adults (0.91 vs. 0.8).

325

1.3.3.2. For the girl sub-group. Study of the populations consisting in girls showed no significant difference.

327 328

1.3.3.3. For the boy sub-group. There exists a significant difference in favor of the controls as regards mean power in flexion and extension (P < 0.05). The ratios show greater equilibrium in the controls.

329

1.3.3.4. Sub-group comparison

333 334

1.3.3.4.1. Boys/girls with back pain. There exists no significant difference. The girls’ performances are superior to the boys’, with the exception of total work. The ratios are relatively similar, and the total workload ratio is elevated. 1.3.3.4.2. Boys/girls without back pain. On an overall basis, the boys’ performances are more elevated, with significant differences in power (P = 0.05) and in total workload (P = 0.03) at the level of the extensors. The ratios are lower for the boys, and there exists a significant difference as regards the ratio for the maximum moment of force at 908/s (P = 0.05). There exist significant correlations between:

335

total workload in flexion and extension and BMI; total workload of the extensors and number of sports practice hours; mean power of the extensors and the lumbar lordosis; as regards the other parameters, no correlation has been found.

326

330 331 332

336 337 338 339 340 341 342 343 344 345 346 347 348 350 349 350 352 351 351 353 352 355 354 353 357 356 354 358 355 359 356 360

1.3.3.5. For the entire group. There exists no significant difference between the two groups as regards to maximum moment of force (MMF), total workload (TW) and mean power (MP). Values for the extensors are higher than values for the flexors. As the speed is augmented, a decrease in MMF is observed. As concerns F/E ratios, they are augmented along with speed; for the series taken as a whole, a total workload ratio higher than 1 in back pain patients indicates lower endurance and reproducibility for the extensors, but remains non-significant. When comparing controls and patients, the ratios are significantly different for MMF at 908/s and for MP at 1208/s.

357 361 362

1.3.3.6. For the girl sub-group. Values for the girls in the control group are higher, but without significant difference and with lower ratios. 71% of the back pain girls present inverted ratios in terms of mean power and total workload, as opposed to 30% in power and 40% in total workload for the control group girls.

373

1.3.3.7. For the boy sub-group. As regards the flexors, the back pain patients show superiority to the healthy subjects.

379


363 364 365 366 367 368 369 370 371 372

374 375 376 377 378

+ Models

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6


380 381 382

445

Conversely, as regards the extensors the latter record more satisfactory results than the former.

383 384

1.3.3.8. Sub-group comparison

385

1.3.3.8.1. Boys/girls with back pain. An overall superiority of the boys has been observed. The differences are significant as regards to all the moments of force (P < 0.05) and power in flexion (P < 0.02). There exist differences close to significance as regards total workload in flexion and in extension (P < 0.08) and mean power in extension (P = 0.09). The ratios in boys are more favorable. 1.3.3.8.2. Boys/girls without back pain. Superiority of the boys is underscored for all parameters of the extensors. There exist significant differences for moments of force at 608 and 908/sec and total workload (P < 0.05) and very significant differences for moments of maximum force at 1208/ sec and mean power (P < 0.02). On an overall basis, flexor performance is superior. Ratios are more favorable, with a difference close to significance, for total workload ratio (P = 0.08) (Table 3). There exist significant correlations between:

386 387 388 389 390 391 392 393 394 395 396 397 398 399 400 401 402 404 403 404 406 405 405 407 406 409 408 407 411 410 408 412 409 414 413 410 416 415 411 418 417 412 419

all of the flexors’ isokinetic parameters and age; the flexors’ maximum moments of force at 608 and 908/s and height; total workload, power of the flexors and height; all of the flexors’ maximum moments of force, the flexors’ total workload and the sacral base with a negative correlation; the extensors’ maximum moment of force at 608/sec and age; the extensors’ total workload and age; the extensors’ total workload and weight.

413 420 414 421 415 422 416 423 417 424 418 425 426 427 428 429 430 431 432 433 434 435

Due to missing values, no search for correlations in the control population between demographic data and isokinetic parameters could be carried out. 1.3.3.8.3. Girls with back pain. There is little difference, as augmentation of performances is lower than 15%. Only total workload is augmented by 22%, P < 0.05. On an overall basis, the ratios are augmented. Mean power and total workload ratios are inverted (> 1). 1.3.3.8.4. Girls without back pain. There occurs an augmentation higher than 20% of mean power (P < 0.01), and an increase greater than 30% of total work (P < 0.01). At a rapid speed the ratios remain elevated, for power and workload in particular. 1.3.3.8.5. Boys with back pain. At the level of the flexors, all of the parameters are augmented by more than 15%. The augmentations are significant for:

436 438 437 438 439 439 441 440 440 442

maximum moments of force (P < 0.02), with an increase of 25%; mean power (P < 0.02), with an increase of 90%.

441 443 444

Improvement of total workload close to 50% has also been noted, but it is non-significant.

At the level of the extensors, all the parameters are augmented by more than 20%. The gains are significant for: the maximum moment of force at 1208/s (P < 0.05), with a progression of 30%; mean power (P < 0.01), with a progression of 80%.

446 447 448 450 449 450 451 451 453 452 452 454 453 455

1.3.3.8.6. Boys without back pain. At the level of the flexors, all of the parameters at a rapid speed increase significantly (P < 0.05), with an augmentation greater than 17% for maximum moments of force and a progression of more than 20% for mean power and total workload. At the level of the extensors, all of the parameters increase significantly. A highly significant increase (P < 0.01) is observed for the moment of force at 1208/s (> 20%) and for mean power (> 20%).

456 457 458 459 460 461 462 463 464 465

1.4. Discussion 466

The results of our study show that when bracketed by age, our healthy and back pain populations are homogeneous. In our work, we wished to classify the subjects by age brackets in order to take into account the growth of the rachis during the pubertal growth spurt. We have observed that the 14-to-16year-old practice less sport (30% of them no longer practice) than the 11-to-13-year-old; it is as though the pain had become more of a functional impairment. For the two classes, radiologic lordosis and kyphosis parameters have largely disappeared (Type 2 in the Roussouly classification), but given the absence of radiological data in the controls [32], it is difficult to further advance the discussion. The results of our study do not illustrate a significant difference in isokinetic performances between children with and without back pain in the age brackets of 11 to 13 and 14 to 16 years. With regard to the latter, however, we observed significantly different ratios having to do with loss of capacity in the spinal extensors. Balague´ et al. [1] found no significant difference in isokinetic performances between children with and without back pain. It is in terms of patient recruitment that our study differs from Balague´’s; our back pain population, unlike his, is treated during a hospital stay for long-standing pains that interfere with everyday activities on account of their intensity (VAS > 50%) and their functional repercussions; what is more, they are insufficiently responsive to physical therapy. The lower back pain patients in Balague´’s study were all enrolled in school and not under treatment. We have already noted this difference in a previous study [3] involving static assessment of muscle strength in which children going to school, tested in their school setting and presenting with back pain were found to be statistically comparable to healthy children tested on the same site but statistically different in terms of muscle strength from our hospitalized children with back pain [3]. This result means that the pain experienced by a pre-adolescent or an adolescent going to school and having a backache not entailing functional repercussions (school


467 468 469 470 471 472 473 474 475 476 477 478 479 480 481 482 483 484 485 486 487 488 489 490 491 492 493 494 495 496 497 498 499 500 501

+ Models

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7

Table 3 Comparaison of the isokinetic parameters between healthy and LBP subjects aged from 14 to 16 years. Populations 14–16 years

LBP group (n = 20)

Control group (n = 20)

P

Flexors

MMF 608/s MMF 908/s MMF 1208/s MP 1208/s TW series 1208/s

215.37 38.58 212.27 36.41 206.50 42.01 236.25 55.18 1671 538.55

211.29 36.14 210.02 38.31 207.54 35.37 247.32 46.98 1671.3 498.89

NS NS NS NS NS

Extensors


272.94 84.61 256.73 82.32 244.78 83.19 263.18 104.6 1776.65 766.12

297.98 54.87 293.02 50.55 271.04 53.13 309.31 67.19 2036.65 661.05

NS NS NS NS NS

FL/EXT ratios


0.90 0.26 0.88 0.26 0.84 0.25 0.97 0.29 1.02 0.30

0.78 0.18 0.72 0.13 0.72 0.14 0.82 0.17 0.86 0.24

NS 0.024* NS 0.046* NS

P: significant rate; NS: non-significant. 502 503 504 505 506 507 508 509 510 511 512 513 514 515 516 517 518 519 520 521 522 523 524 525 526 527 528 529 530 531 532 533 534 535 536 537 538

539

absenteeism, medication, para-medical care. . .) will be neither as intense nor as long-standing as the pain undergone by children receiving institutional care (physiotherapy, braces. . .) for spinal pain. This comparison underscores the limits of pain assessment on the sole basis of a visual analog scale and the complexity of analyzing functional repercussions [45]. The mean power of the extensors for back pain children aged 11 to 13 years is positively correlated with lumbar lordosis; on the average, the lordosis is rather weak in comparison with the control population reported by Mac-Thiong; this finding could mean that back shape (type 2 in the Roussouly classification, with small lordosis) could have a direct impact on extensor strength and consequently on the agonist/antagonist imbalance from which the pains originate. As for the children aged 14 to 16 years, the moments of force and total workload of the extensors are negatively correlated with the sacral base; this result may signify that the greater the lumbar lordosis, the weaker the flexors. It would be interesting to correlate these data with pelvic incidence, which is a fixed parameter, rather than with the sacral base, which constitutes a variable parameter. In our work, the isokinetic performances of the back pain patients were correlated neither with the modified SaintAntoine questionnaire score nor with the back pain VAS. The limited number of patients studied, the long-standing nature of their pain and its average intensity and frequency did not cumulatively suffice to produce ‘‘muscle deconditioning’’ and to influence the performances of the spinal musculature during the isokinetic tests. On the other hand, Anne Keller et al. [17] showed that age, sex, trunk muscle density, psychological state and pain as evaluated on the visual analog scale influenced the isokinetic performances of the trunk in adults with chronic lower back pain. Pain as evaluated on the VAS was considered a predictive factor for the isokinetic performances of the trunk in extension. It has also been noted that isokinetic performances are not influenced by the emotional and general mental state [8]. As for Ebermeyer et al. [11], in a population of 23 female

gymnasts they took note of a correlation between pain and small F/E ratio for the rachis in comparison with female gymnasts not in pain. In our population of pre-teen (11-13-year-old) back pain and control subjects, gender had no influence on their isokinetic performances, which may perhaps mean that the isokinetic dynamometer is not a sufficiently sensitive device or that the children in this age bracket are too young or that their back pain is not intense enough to evaluated. Among the 14-to-16-yearold, on the other hand, whether they are healthy or not, the boys appear stronger than the girls, with higher values for the extensors in the controls and higher values for the flexors in the patients. In a study involving 62 school children with an average age of 12 years, Me´rati et al. [23] found that isokinetic performances pertaining to peak torque, total workload and mean power were higher for boys as regards the trunk extensors at 608/s and at 908/s. Was the population healthy or not? The authors found that in the back pain population, gender had differing effects on isokinetic performances, particularly with regard to the spinal extensors. However, Balague´ et al. [1] showed that in children with back pain, there was no connection between the isokinetic performances of the trunk and the various clinical parameters (age, gender, sports practice). If the conclusions to our study differ from Balague´’s, this is probably due to the fact that the typology of the back pain patients differs. Let us recall that as a general rule, in a healthy adult subject the extensors are stronger than the flexors and that a typical man’s muscle capacity is greater than a woman’s, with differences approximating 25% for the extensors and 20% for the flexors [14,46]; moreover, athletic subjects show more muscle capacity than sedentary subjects [14]. A normal flexor/extensor ratio is lower than 1, ranging from 0.80 to 0.85 according to Gre´mion [14] and from 0.64 to 0.72 according to Voisin [46], without correction for gravity. Most authors would agree that the trunk extensor/flexor ratio in healthy subjects ranges from 1.2 to 1.4 [7,29,38,39]. In our study we have noted that the control children performed more efficiently in terms of power; this is


540 541 542 543 544 545 546 547 548 549 550 551 552 553 554 555 556 557 558 559 560 561 562 563 564 565 566 567 568 569 570 571 572 573 574 575

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8


576 577 578 579 580 581 582 583 584 585 586 587 588 589 590 591 592 593 594 595 596 597 598 599 600 601 602 603 604 605 606 607 608 609 610 611 612 613 614 615 616 617 618 619 620 621 622 623 624 625 626 627 628 629 630 631 632

633

likely to be explained by a form of inhibition toward high-speed movement existing in the children with back pain. The deficiencies detected at the level of the extensors may be interpreted as a loss of actual force or, more precisely, as a loss of the straightening function due to the proprioceptive deficit of the posterior muscle chain. The isokinetic performances with regard to endurance (total workload) are strongly correlated in the back pain population with the number of sports practice hours. According to Negrini [26], isokinetic performances in flexion and in extension at 608/ s are better in children participating in regular physical activity in a competitive setting. He goes on to conclude that participation in regular physical activity has a significant effect on the isokinetic performances of healthy school children. In the adult, the relationship between isokinetic trunk muscle performances and sports activity in LBP patients is controversial [12]. Balague´ et al. [1] have observed that peak torque in extension is at its maximum level in 12-year-old girls and that in boys, from the age of 14 years it increases constantly. Negrini et al. [26] have observed that in LBP school children a diminution of peak torque for the trunk flexors and extensors occurs at 608/s. In our study, we have observed weaker performances with regard to power at high speed in LBP children compared to the healthy population; this may be explained by a form of inhibition toward high-speed movement existing in LBP children. In this population, the mean high-speed isokinetic power with regard to trunk extension depends on the value of the radiologic lumbar lordosis. Once the correlation between power and lordosis was found to be positive, we could conclude that the more pronounced the lordosis, the stronger the thrust of the lower limbs as trunk extension motion gets underway. That said, only a complementary and comparative study with a healthy population could allow us to confirm this hypothesis. Several authors have recommended strengthening of the spinal muscles (rachis extensors) in order to support maintenance of physiological lumbar lordosis, to diminish axial loading [31,47], to improve overall posture (or sagittal balance) [9,31], to protect the ligamentary structures of the rachis [18,31] and, finally, to facilitate lifting of a heavy weight [30,31]. The main objective of this comparative study was to attempt to discern a connection between trunk muscle strength and LBP occurrence in children. If we decided to perform this study in a pre-teen age bracket (11–13 years), it was largely in order to reduce the influence of pubertal gain in weight and height. This is a necessary limitation to our work as it was not possible to regroup all the children, given that the gains in height and weight vary greatly between boys and girls (including within each of the groups) at the time of puberty, which occurs earlier in girls (11–13 years) than in boys (14–16 years). So it is that we chose 11-to-13-year-old in order to obtain two populations that would be homogeneous in weight and height. Below the age of 11, on the other hand, there would have been a problem of critical height (lower than 150 cm). While our populations are hardly sizable, our results are largely in agreement with those of the literature pertaining to adults, which has reported

predominant muscular capacity in men as opposed to women, deficient extensors in LBP patients (especially at high speeds), and flexor/extensor ratios approximating 1. Longitudinal monitoring of the LBP children would allow us to underline the development of capacities and the possible risk of deconditioning. Muscle assessments in healthy children should be carried on at the same time as surveillance of LBP children in view of pinpointing a possible relationship between development of symptoms and eventual diminution of muscle strength. Ours is a preliminary study involving small samples, and the age brackets assessed have been limited so as to diminish any biases due to pubertal growth. In our populations, we could not deduce reference values for the isokinetic parameters; all we could do in this respect was establish frameworks for values that will be adjusted as our series of tests increase in number:

634 635 636 637 638 639 640 641 642 643 644 645 646 647 648 649 650 652 651

for the girls: the MMF and MP values for the flexors range from 1.7 to 2 times body weight, the MMF and MP values for the extensors range from 2 to 2.8 times body weight. for the boys: the MMF and MP values for the flexors range from 1.4 to 2 times body weight at 11–13 years and from 2.4 to 2.8 times the body weight at 14–16 years, the MMF and MP values for the extensors range from 1.7 to 2.7 times body weight at 11–13 years and from 2.4 to 3.5 times body weight at 14–16 years, as regards the ratios, they tend to be normalized for the boys, decreasing with growth from 0.72–0.91 to 0.67–0.77, the girls in our populations show more elevated ratios, evolving from 0.81–0.94 to 0.75–0.95 for the controls and from 0.75–0.91 to 0.85–1.06 for the LBP patients, 71% of the LBP girls present inverted ratios in MP and TW at 14–16 years, as opposed to only 9% at 11–13 years.

652 653 655 654 654 653 660 655 656 655 661 656 658 657 656 663 662 681 657 659 657 664 658 661 660 664 663 658 665 659 662 665 659 666 664 666 667 665 668 667 666 669 667 670 668 672 671 669 673 672 670 675 674 673 671 676 674 672 677 675 673 679 678 676 674 680 677 675 681 678 676 682 679 677

1.5. Conclusion

678 680 679 683

While there exists no significant difference in isokinetic performances between LBP and asymptomatic children in the 11–13 year age bracket, the isokinetic performances in the LBP subjects are positively influenced by the BMI index, the number of hours of sports activity and the radiologic value of lumbar lordosis. Performances in terms of power are weaker in the LBP sub-group. Given these results, as regards 11-to-13-year-old assessment by isokinetic dynamometer does not apparently yield characteristic muscle-related elements liable to explain LBP incidence. As regards the 14–16 year age bracket, we have observed that muscle strength is correlated with age and that the extensors of the LBP patients are weaker than those of the controls, while the flexors of the LBP patients are stronger. At this stage, the isokinetic dynamometer becomes an interesting means of evaluation. For this age bracket, the secondary objective of the study has been addressed, with results on

680 684


685 686 687 688 689 690 691 692 693 694 695 696 697 698 699

+ Models

REHAB 671 1–17


9

700 701 702 703 704 705 706 707

708 709

749

extensor capacity in LBP patients that confirm the static evaluation carried out in preceding work. As we have not standardized our criteria of judgment (number of trials, work speed. . .), it is difficult to compare or results with those reported in the literature. In order to better comprehend the phenomena studied, a comparative and longitudinal study with a larger population remains necessary. Disclosure of interest

710

The authors declare that they have no conflicts of interest concerning this article.

711

Acknowledgements

712 713 714 715 716 717

The authors wish to thank the Association de Recherche Me´dicale of the Centre Me´dico-Chirurgical de Reádaptation des Massues and the documentation unit, particularly Pascale Raillard, for the assistance they gave in writing this article. They also wish to thank Rachel Bard-Pondarre´ for her critical review.

Les e´tudes meneés chez l’enfant [43], ont mis en e´vidence des facteurs non spećifiques associe´s aux lombalgies, dont les principaux sont l’aˆge avance´ [24], le sexe fe´minin [1], les anteće´dents familiaux de lombalgie [12], la raideur de la chaine musculaire poste´rieure [24,27,28,34,35], la forte activite´ physique [35,40], ainsi que la dureé et le type de station assise [44]. Nous avions montre´ dans une e´tude preće´dente [3] que les muscles extenseurs du rachis e´taient plus faibles chez les lombalgiques par rapport aux te´moins, au test de Sorensen et nous souhaitions savoir s’il en e´tait de meˆme en isocine´tisme. L’objectif principal de cette e´tude est d’e´valuer puis de comparer la force, la puissance et l’endurance des muscles du tronc par dynamome`tre isocine´tique chez des adolescents lombalgiques et des adolescents sains aˆge´s de 11 a` 16 ans L’objectif secondaire, qui concerne uniquement la population lombalgique est d’analyser l’influence de certains parame`tres cliniques (intensite´ de la douleur, nombre d’heures de sport par semaine, extensibilite´ musculaire. . .) et radiologiques (incidence pelvienne, lordose lombaire. . .) sur les performances isocine´tiques.

750 751 752 753 754 755 756 757 758 759 760 761 762 763 764 765 766 767 768 769

2.2. Patients et me´thode 770

718

2. Version française

719

2.1. Introduction

720 721 722 723 724 725 726 727 728 729 730 731 732 733 734 735 736 737 738 739 740 741 742 743 744 745 746 747 748 749

La mesure de la force et de l’endurance musculaire du tronc constitue un e´le´ment de l’e´valuation clinique du patient lombalgique ; cependant la variabilite´ physiologique et surtout individuelle qui la caracte´rise rendent difficile son apprećiation et sa comparaison. Sur le plan pratique, les techniques d’e´valuation musculaire par dynamome`tre isocine´tique sont conside´reés comme des me´thodes fiables et reproductibles, avec des coefficients de corre´lation se situant entre 0,93 et 0,99 pour les valeurs du pic de force et 0,91 et 0,96 pour les valeurs du travail total [6]. Cette e´valuation dynamique nećessite une information orale et ećrite du patient et le respect des consignes de proce´dure tout au long de sa reálisation (mode d’installation, sanglage, ećhauffement, apprentissage, etc.). La plupart des e´tudes portant sur l’e´valuation isocine´tique de la fonction musculaire du tronc concerne des populations adultes de sujets sains, de sujets lombalgiques [13,16,21,22,39] ou de sujets ope´re´s [15,21]. De rares e´tudes se sont inte´resseés a` l’e´valuation de la force musculaire du tronc chez les adolescents [1,24]. Salminen et al., [33] ont e´value´ par des tests cliniques d’endurance la force musculaire des flećhisseurs et extenseurs du tronc chez des adolescents de 15 ans, et a constate´ une diminution de l’endurance dans le groupe lombalgique par rapport au groupe te´moin. Dans l’e´tude de Sjolie et Ljunggren [37], la diminution de la force musculaire des extenseurs du rachis ainsi que l’augmentation de la mobilite´ rachidienne e´taient retenues comme des facteurs pre´dictifs de lombalgie chez des adolescents aˆge´s entre 14 et 16 ans

2.2.1. Population La population est constitueé de deux groupes : un groupe d’adolescents lombalgiques (GL) et un groupe d’adolescents te´moins (GT), tous aˆge´s de 11 a` 16 ans re´volus. Afin de tenir compte de la croissance rachidienne particulie`rement forte au moment de la puberte´, les adolescents sains et lombalgiques ont e´te´ regroupe´s en 2 classes d’aˆge distinctes : une classe de 11 a` 13 ans et une classe de 14 a` 16 ans Ce travail a reçu l’accord de la commission e´thique du CMCR des Massues, Croix Rouge française.

771 772 773 774 775 776 777 778 779 780 781

2.2.1.1. Population lombalgique. La population lombalgique est constitueé d’adolescents de 11 a` 16 ans suivis dans notre service enfants-adolescents, pour une prise en charge orthope´dique de lombalgie. L’inclusion de l’enfant se fait si la douleur est chronique (supe´rieure a` 3 mois) malgre´ une prise en charge re´gulie`re en kine´sithe´rapie libe´rale depuis plus de 3 mois. Il n’y a pas de protocole de´fini pour la prise en charge de ces lombalgiques en kine´sithe´rapie libe´rale, la prescription prećisant simplement que le travail doit eˆtre axe´ sur le gainage musculaire des muscles du tronc, en geńe´ral en le´ge`re de´lordose lombaire corre´leé a` l’incidence pelvienne. L’intensite´ de la douleur mesureé a` l’Eva n’est pas atteńueé au fil du temps et reste supe´rieure a` 50%. Ces adolescents lombalgiques sont e´value´s avant de de´buter un traitement orthope´dique. Examen clinique codifie´ du rachis et radiographies de face et de profil du rachis en totalite´. Les crite`res de non-inclusion dans l’e´tude concernaient les adolescents lombalgiques dont la douleur s’atteńuait au fil du temps et dont la geˆne fonctionnelle (consommation de me´dicaments antalgiques, absenteísme scolaire, limitation dans la pratique de certains sports) n’e´tait pas suffisante (pour l’enfant et ses parents) pour justifier une immobilisation par corset.


782 783 784 785 786 787 788 789 790 791 792 793 794 795 796 797 798 799 800 801 802

+ Models

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10


802 803 804 805 806 807 808 809 810 811 812 813 814 815 816 817 818 819 820 821 822 823 824 825 826 827 828 829 830 831 832 833 834 835 836 837 838 839 840 841 842 843 844 845 846 847 848 849 850 851

856

Notre e´tude concerne 42 de ces adolescents dont 29 filles et 13 garçons. On retrouve la pre´valence de lombalgies supe´rieure chez la fille par rapport au garçon [1]. 2.2.1.2. Population te´moin. La population te´moin est constitueé d’adolescents volontaires de 11 a` 16 ans, qui ont participe´ a` l’e´tude apre`s autorisation parentale. Une information orale est donneé a` l’enfant et a` ses parents pour expliquer les modalite´s et l’inte´reˆt d’obtenir des valeurs musculaires du rachis, de re´fe´rence, sur dynamome`tre isocine´tique. Ces enfants sont indemnes de toute pathologie connue du rachis et ne pre´sentent pas de syndrome douloureux. Ils sont e´value´s en isocine´tisme a` l’occasion d’une convocation spećiale. Ces enfants ne beńe´ficient pas d’exploration radiographique du rachis, ni d’un examen clinique ou d’une e´valuation fonctionnelle comple`tes tels que reálise´s pour les patients lombalgiques ce qui constitue une limite a` ce travail. Notre e´tude concerne 42 de ces adolescents te´moins dont 21 filles et 21 garçons. 2.2.1.3. Pour les 2 populations (sains et lombalgiques). Chaque adolescent et sa famille ont reçu en amont une information orale et ećrite relative a` l’e´valuation isocine´tique du rachis concernant les prećautions a` prendre afin d’e´viter d’eˆtre a` jeun si le test est effectue´ le matin, l’ećhauffement preálable sur cyclo-ergome`tre, les risques potentiels (par exemple d’apparition de douleur ou d’exacerbation des douleurs). Par la suite, un consentement signe´ par les parents autorisant la reálisation est recueilli. L’examen est reálise´ sur prescription me´dicale. La taille minimale requise est de 150 cm pour des raisons techniques et de sećurite´. Pour les 2 populations, il s’agit d’un examen unique d’e´valuation, qui n’est pas reconduit dans le temps, ce qui place tous les adolescents dans la meˆme situation d’apprentissage vis-a`-vis de l’appareil d’isocine´tisme. On peut donc conside´rer que le protocole de reálisation du test, avec ećhauffement preálable, nombre de re´pe´titions de chaque se´rie, encouragement vocal par la kine´sithe´rapeute du laboratoire, est strictement superposable pour les patients lombalgiques et les te´moins. La taille re´duite de nos ećhantillons, s’explique par la difficulte´ de recrutement des te´moins, ce qui nous a conduits a` limiter le nombre de patients lombalgiques retenus, afin que les deux groupes soient homoge`nes. 2.2.2. Type d’e´tude Il s’agit d’une e´tude re´trospective monocentrique meneé de 2008 a` 2011 dans le service de reé´ducation pe´diatrique du centre me´dico-chirurgical de reádaptation des Massues, Croix Rouge française. 2.2.3. Me´thodologie Pour chaque adolescent, les donneés morphologiques suivantes ont e´te´ enregistreés : l’aˆge, le poids et la taille. Pour les adolescents lombalgiques, le recueil des donneés est comple´te´ par des donneés cliniques et radiologiques :

853 852 854

la douleur : intensite´ (par une Ećhelle Visuelle Analogique (Eva)), retentissement (par le questionnaire de Saint-Antoine

modifie´ avec un score e´motionnel et sensoriel) [45] ; fre´quence (« parfois », « souvent », « tre`s souvent » et « tout le temps ») ; anciennete´ (en mois) ; localisation sur un sche´ma corporel ; l’extensibilite´ des muscles sous-pelviens et du rachis : angle poplite´, distance talon-fesse, distance doigts-sol, extension du rachis (goniome´trique) [20] ; la pratique sportive : le type (scolaire et/ou extrascolaire, loisir ou compe´tition) ; le nombre d’heures/semaine ; le(s) sport(s) pratique´(s) ; les parame`tres radiologiques (radiographies de profil) [10] : angles (en degre´s) de la base sacreé, de la lordose lombaire (a` partir des verte`bres limites L1–L5) et de la cyphose dorsale (a` partir des verte`bres limites T4–T12).

857 858 859 861 860 862 863 865 864 866 867 869 868 870 871 872 873 874

2.2.4. Crite`re principal de jugement L’e´valuation musculaire par dynamome`tre isocine´tique est effectueé a` l’aide d’un appareil de type Cybex Norm1 [25,41]. L’exploration des flećhisseurs et extenseurs du rachis se fait en mode concentrique, aux vitesses de 60, 90, et 1208/s. Les adolescents sont installe´s en position debout, les jambes, le bassin et la poitrine sont maintenues par des fixations ((Fig. 1). Le patient est informe´ du principe de fonctionnement de l’appareil, des conseils lui sont donne´s pour qu’il fournisse un effort maximal pendant tout le mouvement aussi bien en flexion qu’en extension lors de chaque re´pe´tition. Le test isocine´tique est preće´de´ de 20 a` 30 mn d’ećhauffement sur cyclo-ergome`tre et d’une phase d’apprentissage au test reáliseé en sous maximal. Le protocole consiste en 3 se´ries de 4 mouvements consećutifs de flexion-extension sur une amplitude de 0–708 d’ante´flexion du tronc, a` 60, 90 et 1208/s et d’une se´rie de 20 mouvements a` 1208/s. Le temps de repos est de 1 mn entre chaque se´rie. Tous les enregistrements ont e´te´ reálise´s par le meˆme examinateur. Le sujet est encourage´ par l’examinateur lors de chaque se´rie.

875 876 877 878 879 880 881 882 883 884 885 886 887 888 889 890 891 892 893 894

2.2.5. Parame`tres e´tudie´s Les parame`tres e´tudieés sont :

895 897 896 897 898

le moment de force maximal (MFM) en Newton-me`tre (Nm) pour les 3 vitesses sur 4 re´pe´titions. Il s’agit du moment de force le plus e´leve´ au cours d’une se´rie ; la puissance moyenne (PM) en Watt (W) a` 1208/s sur 4 re´pe´titions, se traduit par la relation p = W.t 1 et correspond au travail effectue´ par unite´ de temps ; le travail total se´rie (WT) en Joule (J) a` 1208/s pour 20 re´pe´titions. Le travail correspond a` l’inte´gration de la surface situeé sous la courbe et est cumule´ pour les 20 re´pe´titions. Il s’exprime en joule (J) ; les ratios F/E : il s’agit du rapport flećhisseurs/extenseurs pour les parame`tres prećite´s. Les comparaisons sont faites sur des valeurs exprimeés en pourcentage du poids du corps pour les MFM et la PM. L’e´quilibre de la balance musculaire du rachis est conside´re´ comme respecte´ pour des ratios flećhisseurs/extenseurs infe´rieurs a` 1 si on se re´fe`re a` la litte´rature concernant le


898 899 899 901 900 900 902 901 903 902 905 904 903 906 904 907 905 908 906 910 909 907 911 908 912 909 913 910 914 911 915 916 917 918

+ Models

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11

Fig. 1. Installation pour une e´valuation musculaire isocine´tique par le dynamome`tre isocine´tique de type Cybex Norm1. 918 919 920

942

rachis adulte (selon les auteurs 0,64 a` 0,72 sans correction de gravite´ ou 0,80 a` 0,85).

921 922 923 924 925 926 927 928 929 930 931 932 933 934 935

936 937

2.2.6. Analyse statistique Toutes les informations recueillies ont e´te´ codeés puis saisies sur un mate´riel informatique utilisant le logiciel SPSS 11.5 pour analyse. Cette analyse est reáliseé en s’appuyant sur les tests statistiques approprie´s (Anova et e´tude de corre´lation). Les parame`tres isocine´tiques ont e´te´ choisis comme variables de´pendantes. L’analyse de corre´lation entre les donneés cliniques, radiologiques et les parame`tres isocine´tiques est effectueé sur le groupe lombalgique en utilisant le coefficient de corre´lation de Spearman (r). La comparaison des moyennes de chacune des variables isocine´tiques entre chaque groupe a e´te´ reáliseé par l’analyse de variance non parame´trique (Anova). Il a e´te´ requis pour l’ensemble des tests un degre´ de signification statistique a` p < 0,05.

939 941 942 943 944

943

2.3.2.2. Groupe lombalgique de 14–16 ans. La lombalgie e´volue depuis 20 mois en moyenne. L’intensite´ des douleurs est en moyenne de 45,1/100. Trente pour cent de ces adolescents ne pratiquent plus de sport (dispense me´dicale) que ce soit en milieu scolaire ou extra scolaire. La pratique sportive varie de 2 a` 13 heures par semaine. Les sports pratique´s sont le ski, les sports collectifs, la gymnastique et le patinage.

954 955

2.3.2.3. Pour les deux groupes. Les parame`tres radiologiques paraissent dans la norme pour la moyenne de la base sacreé, mais faibles pour la lordose lombaire et la cyphose dorsale en se comparant aux re´sultats des e´tudes de Mac-Thiong et Berthonnaud [19] meneés chez des enfants et des adolescents asymptomatiques. Les valeurs moyennes d’extensibilite´ montrent un de´ficit par comparaison avec les re´sultats des te´moins d’une e´tude preálable meneé dans le service [3] (Tableau 2).

963

944 945 946 947 948 949 950 951 952 953

956 957 958 959 960 961 962

2.3. Re´sultats

938 940

2.3.2. Analyse des donneés cliniques et radiologiques pour la populations lombalgiques 2.3.2.1. Groupe lombalgique de 11–13 ans. La lombalgie e´volue depuis 12 mois en moyenne et l’Eva douleur moyenne est de 56,5/100 (Tableau 2). Tous ces adolescents pratiquent une activite´ sportive dont 50 % en milieu scolaire et extrascolaire. Cette pratique sportive s’ećhelonne entre 3 et 6 heures par semaine. Les activite´s sportives les plus pratiqueés sont la gymnastique, la natation et le patinage.

2.3.1. Analyse des donneés de´mographiques Les populations sont homoge`nes, il n’y a pas de diffe´rence statistiquement significative pour l’aˆge, le poids, la taille debout et de l’indice de masse corporelle (IMC) entre groupe lombalgique et groupe te´moin dans chaque cate´gorie d’aˆge ( p < 0,05) (Tableau 1). Tableau 1 Donneés de´mographiques par tranche d’aˆge. 11–13 ans

ˆ ge A Poids (kg) Taille (cm) IMC (kg/m2)

p

Groupe lombalgique n = 22

Groupe te´moin n = 22

12,5 0,6 49,4 9,8 160,8 3,4 19,4 3,4

12,2 9,8 46,4 9,1 155,3 8,2 18,9 2,1

NS NS NS NS

14–16 ans

p

Groupe lombalgique n = 20

Groupe te´moin n = 20

14,8 0,8 57,5 8,1 168,1 8,7 20,5 2,8

14,8 0,8 57 9,7 163,25 9,4 19,6 2,4

NS NS NS NS


964 965 966 967 968 969 970

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12

J.-C. Bernard et al. / Annals of Physical and Rehabilitation Medicine xxx (2013) xxx–xxx 987

Tableau 2 Donneés cliniques et radiologiques des populations lombalgiques. Variables

Dureé d’e´volution en mois

GL 11–13 ans n = 22

GL 14–16 ans n = 20

Valeurs

Valeurs

12,5 12,6 [3–60]

20,2 13 [3–48]

Fre´quence des lombalgies Parfois Souvent Tre`s souvent Non re´pondu

12 (54,5%) 1 (4,5%) 9 (40,9 %) –

9 2 5 4

Localisation de la douleur Bas du dos Entre les omoplates Tout au long du rachis Non re´pondu

20 (90,9 %) 1 (4,5 %) 1 (4,5 %) –

13 (65 %) – 4 (20 %) 3 (15 %)

Eva douleur (/100)

56,5 21,9 [20–95] 45,1 23,3 [6–75]

SA e´motionnel (/32)

7,3 5,2 [0–18]

7,2 6,7 [0–23]

SA sensoriel (/32)

6,4 3,3 [0–11]

4,7 4,8 [0–17]

Type d’activite´ sportive Dispense sportive Sport scolaire Sport extrascolaire Sport scolaire et extrascolaire Compe´tition

(45%) (10 %) (25 %) (20 %)

– 6 (27,2 %) 2 (9,1 %) 11 (50 %) 3 (13,6 %)

6 6 – 6 2

Nombre d’heures de sport par semaine

3,5 0,9 [3–6]

5,1 4 [2–13]

Distance doigts-sol (cm)

7,7 10,4 [0–39]

8,6 7,56 [0–20]

Extension tronc (8)

32,6 13,7 [5–60]

27,8 4 [10–45]

Angle poplite´ (8)

43 25,8 [0–90]

26,8 21,3 [10–70]

Distance talon-fesse (cm)

0,6 1,1 [0–3]

1,3 2,8 [0–10]

Base sacreé (8)

38 9 [21–57]

36,6 9,7 [25–62]

Lordose lombaire (8)

40,9 9,2 [23–58]

40,7 11,2 [30–73]

Cyphose dorsale (8)

35,7 8,7 [23–57]

(30 %) (30 %) (30 %) (10 %)

31,5 9,4 [17–54]

dans les deux groupes d’adolescents par rapport aux valeurs usuelles chez l’adulte (0,91 vs 0,8).

988

2.3.3.2. Sous-groupe de filles. L’e´tude des populations de filles ne montre pas de diffe´rence significative.

990 991

989

992

2.3.3.3. Sous-groupe de garçons. On retient une diffe´rence significative concernant la puissance moyenne en flexion et en extension ( p < 0,05) en faveur des te´moins. Les ratios te´moignent d’un e´quilibre plus favorable pour les te´moins. 2.3.3.4. Comparaison des sous-groupes

993 994 995 996 997 998

2.3.3.4.1. Filles/garçons lombalgiques. Il n’existe pas de diffe´rence significative. Les filles sont plus performantes que les garçons, excepte´ pour le travail total. Les ratios sont assez similaires, le ratio de travail total est e´leve´. 2.3.3.4.2. Filles/garçons te´moins. Les performances sont globalement plus e´leveés pour les garçons avec des diffe´rences significatives en puissance ( p = 0,05) et travail total ( p = 0,03) au niveau des extenseurs. Les ratios sont plus faibles pour les garçons, il existe une diffe´rence significative pour le ratio de moment de force maximum a` 908/s ( p = 0,05). Il existe des corre´lations significatives entre :

999

le travail total en flexion et en extension et l’IMC ; le travail total des extenseurs et le nombre d’heures de pratique sportive ; la puissance moyenne des extenseurs et la lordose lombaire.

1014 1016

1000 1001 1002 1003 1004 1005 1006 1007 1008 1009 1010 1011 1013 1012 1013 1015 1014 1015 1018 1017 1016 1019 1017 1020 1018 1021

Pour tous les autres parame`tres, il n’est pas retrouve´ de corre´lation.

1022 1023

970 971 972 973 974 975 976 977 978 979 980 981 982 983 984 985 986 987

2.3.3. Crite`re de jugement principal Comparaison des parame`tres isocine´tiques dans la classe d’aˆge des 11-13 ans entre sujets te´moins et lombalgiques.

2.3.3.1. Sur tout le groupe. Il n’existe pas de diffe´rence significative entre les deux groupes concernant le moment de force maximum (MFM), le travail total (WT) et la puissance moyenne (PM). Les valeurs des extenseurs sont supe´rieures aux valeurs des flećhisseurs. On observe un dećre´ment des moments de force maximum avec l’augmentation de la vitesse. Les valeurs des lombalgiques sont supe´rieures aux valeurs des te´moins, excepteés pour la puissance moyenne ou` les te´moins sont supe´rieurs aux lombalgiques en flexion et en extension. Au niveau des ratios F/E, il y a peu de diffe´rences entre lombalgiques et te´moins. On constate une augmentation de ces ratios avec la vitesse. Le ratio de travail total se´rie proche de 1 indique une endurance et une reproductibilite´ plus faibles des ` noter que la valeur moyenne de ce ratio est e´leveé extenseurs. A

2.3.3.5. Sur tout le groupe. Il n’existe pas de diffe´rence significative entre les deux groupes concernant le moment de force maximum (MFM), le travail total (WT) et la puissance moyenne (PM). Les valeurs des extenseurs sont supe´rieures aux valeurs des flećhisseurs. On observe un dećre´ment des moments de force maximum avec l’augmentation de la vitesse. Au niveau des ratios F/E, on constate une augmentation de ces ratios avec la vitesse ; le ratio de travail total se´rie supe´rieur a` 1 chez les lombalgiques indique une endurance et une reproductibilite´ plus faibles des extenseurs tout en restant non significatif. Les ratios entre te´moins et lombalgiques sont significativement diffe´rents pour la MFM a` 908/s et la PM a` 1208/s.

1024 1025 1026 1027 1028 1029 1030 1031 1032 1033 1034 1035 1036

2.3.3.6. Sous-groupe de filles. On constate une supe´riorite´ des valeurs des filles te´moins sans diffe´rence significative et des ratios plus faibles. Soixante-et-onze pour cent des filles lombalgiques pre´sentent des ratios inverse´s en puissance moyenne et travail total contre 30 % en puissance et 40 % en travail total pour les filles te´moins.


1037 1038 1039 1040

+ Models

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13

1040

1103

1044

2.3.3.7. Sous-groupe de garçons. Il existe une supe´riorite´ des lombalgiques sur les te´moins pour les flećhisseurs. Inversement, on note une supe´riorite´ des te´moins sur les lombalgiques pour les extenseurs.

2.3.3.8.5. E´volution des garçons lombalgiques. Au niveau des flećhisseurs, tous les parame`tres sont augmente´s de plus de 15 %. Ces augmentations sont significatives pour :

1045

2.3.3.8. Comparaison des sous-groupes

les moments de force maximum ( p < 0,02) avec un gain de 25 % ; la puissance moyenne ( p < 0,02) avec gain de 90 %.

1041 1042 1043

1104 1105 1106 1107 1109 1108

1046 1047 1048 1049 1050 1051 1052 1053 1054 1055 1056 1057 1058 1059 1060 1061 1062 1063 1064 1065 1066 1067 1068

2.3.3.8.1. Filles/garçons lombalgiques. On observe une supe´riorite´ globale des garçons. Ces diffe´rences sont significatives pour tous les moments de force ( p < 0,05) et la puissance en flexion ( p < 0,02). Il existe des diffe´rences proches de la signification pour le travail total en flexion et en extension ( p < 0,08) et la puissance moyenne en extension ( p = 0,09). Les ratios sont plus favorables chez les garçons. 2.3.3.8.2. Filles/garçons te´moins. Une supe´riorite´ des garçons est mise en e´vidence pour tous les parame`tres des extenseurs. On retrouve des diffe´rences significatives pour les moments de force a` 60 et 908/s et le travail total ( p < 0,05) et tre`s significatives pour le moment de force maximum a` 1208/s et la puissance moyenne ( p < 0,02). Ils sont aussi globalement plus performants sur les flećhisseurs. Leurs ratios sont plus favorables avec une diffe´rence proche de la signification pour le ratio de travail total ( p = 0,08) (Tableau 3). Comparaison des parame`tres isocine´tiques dans la classe d’aˆge des 14–16 ans entre sujets te´moins et lombalgiques. Il existe des corre´lations significatives entre :

1072 1074 1073 1076 1075 1074 1078 1077 1075 1079 1076 1080 1077 1082 1081 1078 1084 1083 1079 1086 1085 1080 1087

tous les parame`tres isocine´tiques des flećhisseurs et l’aˆge ; les moments de force maximum des flećhisseurs a` 60 et 908/s et la taille ; le travail total, la puissance des flećhisseurs et le poids ; tous les moments de force maximum des flećhisseurs, le travail total des flećhisseurs et la base sacreé avec une corre´lation ne´gative ; le moment de force maximum des extenseurs a` 608/s et l’aˆge ; le travail total des extenseurs et l’aˆge ; le travail total des extenseurs et le poids.

1081 1088 1082 1089 1083 1090 1084 1091 1085 1092 1086 1093 1094 1095 1096 1097 1098 1099 1100 1101 1102

1110 1112 1111 1111 1113 1112 1114

Il est constate´ e´galement une ame´lioration du travail total proche de 50 % mais non significative. Au niveau des extenseurs, tous les parame`tres sont augmente´s de plus de 20 %. Ces gains sont significatifs pour :

1115 1116 1117 1118 1119 1121 1120

le moment de force maximum a` 1208/s ( p < 0,05) avec une progression de 30 % ; la puissance moyenne ( p < 0,01) en progression de 80 %.

1121 1122 1122 1124 1123 1123 1125 1124 1126

2.3.3.8.6. E´volution des garçons te´moins. Au niveau des flećhisseurs, tous les parame`tres a` vitesse rapide augmentent de façon significative ( p < 0,05) avec un gain supe´rieur a` 17 % pour les moments de force maximum et une progression de plus de 20 % pour la puissance moyenne et le travail total. Au niveau des extenseurs, l’augmentation de tous les parame`tres est significative. On rele`ve une augmentation tre`s significative ( p < 0,01) pour le moment de force a` 1208/s (> 20 %) et la puissance moyenne (> 20 %).

1127 1128 1129 1130 1131 1132 1133 1134 1135 1136

2.4. Discussion

1069 1071 1070 1071 1073 1072

1109 1110

La recherche de corre´lations entre donneés de´mographiques et parame`tres isocine´tiques pour la population te´moin n’a pu eˆtre reáliseé du fait de valeurs manquantes. 2.3.3.8.3. E´volution des filles lombalgiques. S’il y a peu de diffe´rence, l’augmentation des performances est infe´rieure a` 15 %. Seul le travail total augmente de 22 %, p < 0,05. Globalement les ratios augmentent. Les ratios de puissance moyenne et de travail total s’inversent (> 1). 2.3.3.8.4. E´volution des filles te´moins. Il est retrouve´ une augmentation supe´rieure a` 20 % de la puissance moyenne avec p < 0,01, un gain supe´rieur a` 30 % sur le travail total avec p < 0,01. Les ratios restent e´leve´s a` vitesse rapide, pour la puissance et le travail en particulier.

1137

Les re´sultats de notre e´tude montrent que nos populations ´ temoins et lombalgiques par classe d’aˆge sont homoge`nes. Nous avons souhaite´ travailler par classes d’aˆge, afin de tenir compte de la croissance du rachis au cours de la pe´riode de croissance pubertaire. Nous retenons que la classe d’aˆge des 14–16 pratique moins de sport (30 % n’en pratique plus) que les 11–13, comme si la douleur devenait davantage geˆnante fonctionnellement. Pour ces deux classes, les parame`tres radiologiques de lordose et de cyphose sont plutoˆt efface´s (type 2 de Roussouly) mais il est difficile d’aller plus loin dans la re´flexion compte tenu de l’absence de donneés radiologiques chez les te´moins [32]. Les re´sultats de notre e´tude ne montrent pas de diffe´rence significative des performances isocine´tiques entre les adolescents lombalgiques et les adolescents asymptomatiques dans les tranches d’aˆge retenues des 11–13 ans et des 14–16 ans On remarque cependant, pour la tranche d’aˆge 14–16 ans, des ratios significativement diffe´rents en lien avec une perte de capacite´ des extenseurs du rachis. Balague´ et al., [1] n’ont pas trouve´ de diffe´rence significative des performances isocine´tiques entre les lombalgiques et les adolescents sains. Mais notre e´tude diffe`re de celle de Balague´ par le recrutement des patients : en effet, notre population de lombalgiques est traiteé en se´jour hospitalier pour des douleurs anciennes interfe´rant


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Tableau 3 Comparaison des parame`tres isocine´tiques dans la classe d’aˆge des 14–16 ans entre sujets te´moins et lombalgiques. Populations 14–16 ans

Groupe lombalgique (n = 20)

Groupe te´moin (n = 20)

p

Flećhisseurs

MFM 608/s MFM 908/s MFM 1208/s PM 1208/s WT se´rie 1208/s

215,37 38,58 212,27 36,41 206,50 42,01 236,25 55,18 1671 538,55

211,29 36,14 210,02 38,31 207,54 35,37 247,32 46,98 1671,3 498,89

NS NS NS NS NS

Extenseurs

MFM 608/s MFM 908/s MFM 1208/s PM 1208/s WT se´rie 1208/s

272,94 84,61 256,73 82,32 244,78 83,19 263,18 104,6 1776,65 766,12

297,98 54,87 293,02 50,55 271,04 53,13 309,31 67,19 2036,65 661,05

NS NS NS NS NS

Ratios FL/EXT

MFM1208/s MFM 908/s MFM 608/s PM 1208/s WTse´rie1208/s

0,90 0,26 0,88 0,26 0,84 0,25 0,97 0,29 1,02 0,30

0,78 0,18 0,72 0,13 0,72 0,14 0,82 0,17 0,86 0,24

NS 0,024* NS 0,046* NS

p : taux de signification ; NS : non significatif.

Q3

1162 1163 1164 1165 1166 1167 1168 1169 1170 1171 1172 1173 1174 1175 1176 1177 1178 1179 1180 1181 1182 1183 1184 1185 1186 1187 1188 1189 1190 1191 1192 1193 1194 1195 1196 1197

1198

dans la vie quotidienne par leur intensite´ (Eva > 50 %) et leur re´percussion fonctionnelle et qui ne re´pondent pas suffisamment au traitement kine´sithe´rapique. Les patients lombalgiques de l’e´tude de Balague´ sont tous scolarise´s et non traite´s. Nous avions de´ja` remarque´ cette diffe´rence dans une e´tude preće´dente [3] portant sur une e´valuation statique de la force musculaire, ou` les adolescents scolarise´s, teste´s sur le site scolaire, et qui pre´sentaient une douleur lombaire, e´taient statistiquement comparables aux adolescents sains teste´s sur le meˆme site, mais statistiquement diffe´rents sur le plan musculaire de nos adolescents lombalgiques hospitalise´s [3]. Cela signifie que la douleur ressentie chez un adolescent scolarise´, qui a mal au dos, sans que cela n’entraıˆne de re´percussions fonctionnelles (absenteı¨sme scolaire, me´dicaments, soins parame´dicaux. . .) ne sera pas de la meˆme intensite´, ni de la meˆme anciennete´ par rapport a` ceux ou celles qui sont soigne´s en institution (kine´sithe´rapie, corset. . .) pour des douleurs rachidiennes. On voit la` les limites d’une e´valuation de la douleur simplement par une ećhelle visuelle analogique et la complexite´ de l’analyse des re´percussions fonctionnelles [45]. La puissance moyenne des extenseurs pour les adolescents lombalgiques dans la classe d’aˆge des 11–13 ans est corre´leé positivement a` la lordose lombaire ; en moyenne cette lordose est plutoˆt faible par rapport a` la population te´moin de MacThiong ; cela pourrait signifier que la forme du dos (type 2 de Roussouly avec faible lordose) aurait un impact direct sur la force des extenseurs et donc dans le de´se´quilibre agonistes/ antagonistes a` l’origine des douleurs ; dans la classe des 14– 16 ans, les moments de force et le travail total des flećhisseurs sont corre´le´s ne´gativement a` la base sacreé ce qui pourrait signifier que plus la lordose lombaire est importante et plus les flećhisseurs sont faibles. Il serait inte´ressant de corre´ler ces donneés a` l’incidence pelvienne qui est un parame`tre de forme fixe plutoˆt qu’a` la base sacreé qui elle est variable. Dans notre travail, les performances isocine´tiques des patients lombalgiques, ne sont pas corre´leés au score du

questionnaire de Saint-Antoine modifie´ ni a` l’Eva douleur lombaire. Le nombre restreint de patients e´tudie´, mais e´galement l’anciennete´ de la douleur, son intensite´ moyenne et sa fre´quence, ne sont pas encore suffisantes, pour notre population lombalgique, pour dećonditionner la musculature et influencer les performances de la musculature du rachis lors des ` l’inverse, Anne Keller et al., [17] ont tests isocine´tiques. A montre´ que l’aˆge, le sexe, la densite´ musculaire du tronc, l’e´tat psychologique et la douleur e´valueé par Eva influençaient les performances isocine´tiques du tronc chez les lombalgiques chroniques adultes. La douleur e´valueé par Eva e´tait retenue comme facteur pre´dictif des performances isocine´tiques du tronc en extension. Il a e´te´ constate´ que les performances isocine´tiques n’e´taient pas influenceés par l’e´tat affectif et e´motionnel [8]. Ebermeyer, [11] pour une population de 23 gymnastes filles retient une corre´lation entre la douleur et le faible ratio F/E du rachis comparativement aux gymnastes non douloureuses. Le sexe n’influence pas les performances isocine´tiques pour notre population d’adolescents lombalgiques et te´moins des 11–13 ans ce qui peut signifier que le dynamome`tre isocine´tique n’est peut eˆtre pas un moyen suffisamment sensible ou que la population est trop petite ou la douleur pas suffisamment intense pour e´valuer la lombalgie pour cette classe d’aˆge. Par contre pour le groupe des 14–16 ans, les garçons apparaissent plus forts que les filles que ce soit chez les te´moins ou les lombalgiques avec une valeur des extenseurs supe´rieure pour les te´moins par rapport aux lombalgiques et inversement pour les flećhisseurs. Me´rati et al., [23] dans une e´tude portant sur 62 ećoliers aˆge´s en moyenne de 12 ans, a trouve´ que les performances isocine´tiques concernant le pic de couple, le travail total et la puissance moyenne e´taient meilleures chez les garçons, seulement pour les extenseurs du tronc a` 608/s et a` 908/ s. Population saine ou lombalgique ? Les auteurs ont trouve´ que dans la population lombalgique le sexe influençait diffe´remment les performances isocine´tiques et de façon plus


1199 1200 1201 1202 1203 1204 1205 1206 1207 1208 1209 1210 1211 1212 1213 1214 1215 1216 1217 1218 1219 1220 1221 1222 1223 1224 1225 1226 1227 1228 1229 1230 1231 1232 1233

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1291

importante sur les extenseurs du rachis. Toutefois, Balague´ et al. [1] ont montre´ qu’il n’y a pas de lien entre les performances isocine´tiques du tronc et les diffe´rents parame`tres cliniques (aˆge, sexe, pratique sportive) chez les adolescents lombalgiques. Notre e´tude diffe`re dans ses conclusions de celle de Balague´, vraisemblablement parce que la typologie des patients lombalgiques diffe`re. D’une manie`re geńe´rale, chez le sujet adulte sain : les extenseurs sont supe´rieurs aux flećhisseurs [36,42] ; les hommes ont une capacite´ musculaire supe´rieure aux femmes avec des diffe´rences de l’ordre de 25 % pour les extenseurs et 20 % pour les flećhisseurs [14,46] ; les sujets sportifs supe´rieurs aux se´dentaires [14]. Le ratio normal flećhisseurs/extenseurs est infe´rieur a` 1 : de 0,80 a` 0,85 selon Gre´mion [14] ou de 0,64 a` 0,72 pour Voisin [46], sans correction de gravite´. La plupart des auteurs conviennent que le ratio extenseurs/flećhisseurs du tronc chez les sujets sains est compris entre 1,2 et 1,4 [7,29,38,39]. Dans notre e´tude nous avons note´ que les adolescents te´moins e´taient plus performants en puissance, probablement par l’existence d’un pheńome`ne d’inhibition a` vitesse rapide chez les adolescents lombalgiques. Les de´ficiences eńonceés au niveau des extenseurs peuvent eˆtre interpre´teés comme une perte de force reélle ou plutoˆt une perte de la fonction de redressement par de´faut proprioceptif de la chaine musculaire poste´rieure. Les performances isocine´tiques en endurance (travail total) sont fortement corre´leés au nombre d’heures de pratique sportive dans la population lombalgique. Pour Negrini [26], les performances isocine´tiques en flexion et en extension a` 608/s sont meilleures chez les enfants pratiquant une activite´ physique re´gulie`re et en milieu de compe´tition. Il en conclut que la pratique d’une activite´ physique re´gulie`re a un effet significatif sur les performances isocine´tiques des adolescents sains. Chez l’adulte, la relation entre les performances musculaires isocine´tiques du tronc et l’activite´ sportive chez les lombalgiques est controverseé [12]. Balague´ et al. [1] ont observe´ que le pic de couple en extension est a` son maximum chez les filles a` l’aˆge de 12 ans, et en augmentation croissante chez les garçons a` partir de l’aˆge de 14 ans Ne´grini et al. [26] ont note´ que chez les adolescents lombalgiques il y a une diminution du pic de couple des flećhisseurs et des extenseurs du tronc a` 608/s. Dans notre e´tude, nous avons note´ des performances plus faibles en puissance a` vitesse rapide chez les adolescents lombalgiques en comparaison avec la population saine, qui peut s’expliquer par un pheńome`ne d’inhibition au mouvement a` vitesse rapide chez les adolescents lombalgiques. La puissance moyenne isocine´tique a` vitesse rapide en extension du tronc chez cette meˆme population de´pend de la valeur de la lordose lombaire radiologique. Cette corre´lation trouveé positive, nous a permis de conclure que plus la lordose est forte et meilleure est la pousseé des membres infe´rieurs lors de l’amorce du mouvement d’extension du tronc. Cependant, une e´tude comple´mentaire et comparative avec la population saine est nećessaire pour pouvoir retenir cette e´ventualite´. Plusieurs auteurs recommandent le renforcement des spinaux (extenseurs du rachis) afin d’aider au maintien de la lordose lombaire physiologique, de diminuer la charge axiale

[31,47], d’ame´liorer la posture geńe´rale (ou l’e´quilibre sagittal) [9,31], de prote´ger les structures ligamentaires du rachis [18,31] et enfin, de rendre plus facile le soule`vement de charge lourde [30,31]. Cette e´tude comparative a comme principal objectif de chercher un lien entre la force musculaire du tronc et la survenue de lombalgie chez les adolescents. Nous avons choisi d’effectuer cette e´tude dans la tranche d’aˆge (11–13 ans) afin de pouvoir limiter l’influence de la croissance staturale et ponde´rale pubertaire. Il s’agit force´ment d’une limite a` ce travail mais il n’e´tait pas possible de regrouper tous les adolescents alors que les gains de taille et de poids varient beaucoup entre les garçons et les filles (y compris au sein de chacun de ces groupes) au moment de la puberte´, plus prećoce chez la fille (11–13 ans) que chez le garçon (14–16 ans). Ceci nous a conduit a` choisir les 11–13 ans afin d’avoir deux populations homoge`nes en taille et en poids. En deça` de 11 ans, nous avions un proble`me de taille critique (infe´rieure a` 150 cm). Nos populations sont peu importantes mais ces re´sultats sont assez conformes a` la litte´rature concernant les adultes, ou` est rapporteé une pre´dominance des capacite´s musculaires des hommes par rapport aux femmes, une de´ficience des extenseurs chez les lombalgiques notamment a` vitesse rapide et des ratios flećhisseurs/extenseurs qui tendent vers 1. Un suivi longitudinal des adolescents lombalgiques nous permettrait de mettre en e´vidence l’e´volution des capacite´s et du risque potentiel de dećonditionnement. Les e´valuations musculaires d’adolescents sains doivent eˆtre poursuivies en paralle`le de la surveillance des adolescents lombalgiques afin de prećiser une e´ventuelle relation entre l’e´volution des symptoˆmes et une possible diminution de la force musculaire. Il s’agit d’une e´tude pre´liminaire portant sur de petits échantillons, les tranches d’aˆge e´valueés dans cette e´tude sont restreintes afin de limiter les biais dus a` la croissance pubertaire. De nos populations, nous ne pouvons de´duire des valeurs de ´ ´ reference pour les parame`tres isocine´tiques mais e´tablir des encadrements de valeurs qui seront ajusteés en augmentant nos se´ries de tests :

1292 1293 1294 1295 1296 1297 1298 1299 1300 1301 1302 1303 1304 1305 1306 1307 1308 1309 1310 1311 1312 1313 1314 1315 1316 1317 1318 1319 1320 1321 1322 1323 1324 1325 1326 1327 1328 1329 1331 1330

chez les filles : les valeurs de MFM et de PM des flećhisseurs se situent entre 1,7 et 2 fois le poids du corps, les valeurs de MFM et de PM des extenseurs se situent entre 2 et 2,8 fois le poids du corps. chez les garçons : les valeurs de MFM et de PM des flećhisseurs se situent entre 1,4 et 2 fois le poids du corps a` 11–13 ans puis entre 2,4 et 2,8 fois le poids du corps a` 14–16 ans, les valeurs de MFM et de PM des extenseurs se situent entre 1,7 et 2,7 fois le poids du corps a` 11–13 ans puis entre 2,4 et 3,5 fois le poids du corps a` 14–16 ans, concernant les ratios, ils tendent a` se normaliser pour les garçons avec la croissance passant de 0,72-0,91 a` 0,67–0,77, les filles dans nos populations ont des ratios plus e´leve´s passant de 0,81–0,94 a` 0,75–0,95 pour les te´moins et 0,75– 0,91 a` 0,85–1,06 pour les lombalgiques,


1332 1334 1333 1340 1335 1341 1336 1342 1343 1337 1344 1338 1345 1339 1346 1347 1348 1349 1350 1351 1352 1353 1354 1355

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71 % des filles lombalgiques pre´sentent une inversion de ratios en PM et WT a` 14–16 ans contre 9 % a` 11–13 ans

1362

2.5. Conclusion 1363 1364 1365 1366 1367 1368 1369 1370 1371 1372 1373 1374 1375 1376 1377 1378 1379 1380 1381 1382 1383 1384 1385 1386 1387 1388 1389

Pas de diffe´rence significative des performances isocine´tiques entre les adolescents lombalgiques et les adolescents asymptomatiques dans la tranche d’aˆge retenue des 11–13 mais des performances isocine´tiques chez les adolescents lombalgiques qui sont influenceés positivement par la valeur de l’IMC, le nombre d’heures d’activite´ sportive et la valeur radiologique de la lordose lombaire. Les performances en puissance sont ` la lumie`re de ce travail, et plus faibles chez les lombalgiques. A pour la tranche d’aˆge des 11–13 ans, il ne semble pas que l’e´valuation par dynamome`tre isocine´tique apporte des e´le´ments caracte´ristiques sur le plan musculaire pouvant expliquer la survenue de lombalgies. Pour la tranche d’aˆge 14–16 ans, on retient que la force musculaire est corre´leé a` l’aˆge et que les lombalgiques ont des extenseurs plus faibles que les te´moins et inversement pour les flećhisseurs. Le dynamome`tre isocine´tique devient un mode d’e´valuation inte´ressant. Pour cette classe d’aˆge, on re´pond a` l’objectif secondaire de cette e´tude, avec des re´sultats sur la capacite´ musculaire des extenseurs chez les lombalgiques qui confirment l’e´valuation statique faite dans un travail preće´dent. La comparaison des re´sultats a` partir de la litte´rature est difficile tant que nous n’avons pas standardise´ les crite`res d’e´valuation (nombre d’essais, vitesse de travail. . .). Cependant, afin de comprendre ces pheńome`nes, une e´tude longitudinale et comparative avec des ećhantillons plus importants est nećessaire. Dećlaration d’inte´reˆts

1390 1391 1392

1393 1394 1395 1396 1397 1398

1399Q2

Les auteurs dećlarent ne pas avoir de conflits d’inte´reˆts en relation avec cet article. Remerciements Les auteurs remercient l’Association de recherche me´dicale du centre me´dico-chirurgical de reádaptation des Massues, ainsi que le service documentation, en particulier Pascale Raillard, pour l’aide apporteé dans la re´daction de cet article. Merci a` Rachel Bard-Pondarre´ pour sa relecture critique. Uncited references

1400

[2,4,5]. 1401 1402 1403 1404 1405 1406 1407

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Reliability of isokinetic measurements of trunk muscle performance.

Trunk Muscle Activity during Drop Jump Performance in Adolescent Athletes with Back Pain.

Psychological factors affecting isokinetic trunk strength testing in patients with work-related chronic low back pain.

Spinal mobility and trunk muscle strength in 15-year-old schoolchildren with and without low-back pain.

Age and side-related morphometric MRI evaluation of trunk muscles in people without back pain.

Reproducibility of trunk isoinertial dynamic performance in patients with low back pain.

Trunk muscle activation, fatigue and low back pain in tennis players.

Functional performance and plasma cytokine levels in elderly women with and without low back pain.

Trunk muscle activation during different quadruped stabilization exercises in individuals with chronic low back pain.

The Effects of Vibration and Muscle Fatigue on Trunk Sensorimotor Control in Low Back Pain Patients.

Isokinetic performance in low back pain patients: The predictive power of the Self-Efficacy Scale.

Relationship Between Electromyographic Signal Amplitude and Thickness Change of the Trunk Muscles in Patients With and Without Low Back Pain.

Hamstring muscle length and pelvic tilt range among individuals with and without low back pain.

Low back and lower-limb muscle performance in male and female recreational runners with chronic low back pain.

Ultrasound assessment of trunk muscles and back flexibility, strength and endurance in off-road cyclists with and without low back pain.

Trunk-muscle strength during concentric and eccentric contraction: a comparison between healthy subjects and patients with chronic low-back pain.

Comparing the local dynamic stability of trunk movements between varsity athletes with and without non-specific low back pain.

Managing back pain and osteoarthritis without paracetamol.

Effect of unilateral exercise on spinal and pelvic deformities, and isokinetic trunk muscle strength.

Effect of exhalation exercise on trunk muscle activity and oswestry disability index of patients with chronic low back pain.

TSP).

Trunk muscle activation in the low back-injured population.

Angular velocity affects trunk muscle strength and EMG activation during isokinetic axial rotation.

The relationship between pelvis-trunk coordination and low back pain in individuals with transfemoral amputations.