- Email: [email protected]
Reproductibilité test–retest des mesures stabilométriques après reconstruction du ligament croisé antérieur du genou chez le sujet sportif
Science & Sports 22 (2007) 87–91 http://france.elsevier.com/direct/SCISPO/
Article original
Reproductibilité test–retest des mesures stabilométriques après reconstruction du ligament croisé antérieur du genou chez le sujet sportif Test-retest reproducibility of stabilometric measurements after knee anterior cruciate ligament reconstruction in sport subject M. Dauty*, P. Dantec, O. Collot, M. Potiron-Josse, C. Dubois Pôle de médecine physique et réadaptation et de médecine du sport, hôpital Saint-Jacques, CHU de Nantes, 44035 Nantes cedex 01, France Reçu le 15 septembre 2006 ; accepté le 3 janvier 2007 Disponible sur internet le 21 février 2007
Résumé Objectif. – Définir la reproductibilité test–retest à trois jours d’intervalle des mesures stabilométriques en appui bi- et monopodal chez le sujet sportif, opéré récemment d’une reconstruction du ligament croisé antérieur du genou. Méthode. – Dix sujets âgés de 16 à 33 ans (23 ans ± 5) ont réalisé deux sessions à 15 jours de la chirurgie de genou, selon des postures bipodales, yeux ouverts et fermés ; selon des postures monopodales, yeux ouverts, du côté sain et du côté opéré, genou en extension et en flexion à 20 degrés. La reproductibilité a été déterminée selon le coefficient de corrélation intraclasse et l’erreur de mesure standard a été calculée. Résultats. – En appui bipodal et monopodal genou en flexion à 20 degrés, les paramètres surface et déviation moyenne du centre de pression selon un axe antéropostérieur sont reproductibles (ICC > 0,75). Les paramètres de stabilométrie ne sont pas reproductibles lors de la posture en appui monopodal genou en extension. Conclusion. – La reproductibilité des paramètres stabilométriques est bonne, en appui bi- et monopodal genou en flexion à 20 degrés, pour apprécier les progrès posturaux d’un sujet récemment opéré d’une ligamentoplastie du genou. © 2007 Elsevier Masson SAS. Tous droits réservés. Abstract Objective. – To define the 3 day interval test-retest reproducibility of stabilometric measurements in two- and one legged stance in sport subjects recently operated from a knee anterior cruciate ligament reconstruction. Méthode. – Ten subjects aged between 16 to 33 years (23 year ± 5); carried out at 15 days after the knee surgery two sessions to measure steadiness in two legged stance with opened and closed eyes; in one legged stance with opened eyes, in healthy and operated leg, with full knee extension and with 20 degrees knee flexion. The reproducibility was determined using the intraclass correlation coefficient and the standard error of measurement was calculated. Results. – In two legged stance and in one legged stance, knee in 20 degrees flexion, the 95% sway area and the average antero-posterior excursion of the centre of pressure are reproducible (ICC > 0,75).The stabilometric parameters are not reproducible in one legged stance, knee in extension. Conclusion. – The reproducibility of stabilometric parameters is good, in two and in one legged stance knee flexed at 20 degrees, to evaluate the postural progress after anterior cruciate ligament reconstruction. © 2007 Elsevier Masson SAS. Tous droits réservés. Mots clés : Posture ; Stabilométrie ; Ligamentoplastie ; Genou Keywords: Posture; Steadiness; Anterior cruciate ligament reconstruction; Knee
* Auteur
correspondant. Adresse e-mail : [email protected] (M. Dauty).
0765-1597/$ - see front matter © 2007 Elsevier Masson SAS. Tous droits réservés. doi:10.1016/j.scispo.2007.01.002
88
M. Dauty et al. / Science & Sports 22 (2007) 87–91
1. Introduction Le développement des plates-formes de force permet d’envisager de plus en plus précisément l’analyse de la posture des sujets sains et pathologiques. Après entorse grave du genou par rupture du ligament croisé antérieur, il existe une laxité sagittale et une instabilité rotatoire du genou. Différentes études ont essayé de quantifier ces anomalies à l’aide d’évaluations stabilométriques par comparaison avec des sujets sains [1,3–5,13]. De même, la posture a été évaluée après ligamentoplastie de genou [2,7,8,12]. Les résultats sont variés et dépendent des postures analysées et des paramètres pris en considération. La force, captée par trois jauges de contrainte, correspond à la force de réaction du sol sous les pieds. Il s’agit d’une accélération qui mathématiquement se traduit par un vecteur qui se décompose en force médiolatérale (Fx), antéropostérieure (Fy) et verticale (Fz) selon les trois axes de référence. Cette force est également décomposée selon un axe antéropostérieur et médiolatéral afin de définir les déplacements du centre de pression sur la plate-forme. Différents paramètres de déplacement du centre de pression sont alors utilisés : la longueur de déplacement du centre de pression durant l’évaluation, la surface parcourue par le centre de pression (à 95 %) durant l’évaluation, les déplacements médiolatéraux (Long X) et antéropostérieurs (Long Y), ainsi que les déplacements moyens selon les mêmes axes (X moyen et Y moyen). Afin que l’évaluation stabilométrique présente un intérêt, il est cependant nécessaire de connaître la reproductibilité des paramètres mesurés. La reproductibilité des mesures dans le temps (test–retest) permet, à partir de la différence entre deux mesures (calcul de l’erreur de la variance), de quantifier la variabilité du phénomène mesuré et la précision de l’instrument de mesure utilisé, en considérant les conditions d’évaluation constantes. Plus un paramètre est reproductible, plus il est utile pour mesurer un phénomène quantifiable par l’outil de mesure. L’objectif de ce travail a donc été de mesurer la reproductibilité des différents paramètres stabilométriques lors de postures différentes chez une population sportive récemment opérée d’une ligamentoplastie de genou. 2. Matériel et méthode 2.1. Population Dix sujets sains, sportifs volontaires, représentés par deux femmes et huit hommes, âgés de 16 à 35 ans, (Poids : 51 à 87 kg, Taille : 1,63 à 1,90) ont été inclus à 15 jours postopératoires d’une ligamentoplastie de genou (Tableau 1). Les patients ont été opérés par six chirurgiens différents selon la technique soit du tendon rotulien, soit des ischiojambiers (quatre brins). Lors de l’inclusion, le genou opéré était indolore, mobile de 0 à au moins 60 degrés et ne présentait pas d’épanchement articulaire. Le verrouillage du genou était acquis afin de permettre une marche sans attelle. Les sujets qui présen-
taient une pathologie méniscale, une complication ou une anomalie des autres articulations des deux membres inférieurs ont été exclus. Durant l’étude, les patients ont été hospitalisés et ont réalisé un programme de rééducation « accélérée ». Aucun exercice de proprioception monopodal n’a été autorisé. La marche a été réalisée à l’aide de cannes dans la mesure où celles-ci n’ont été nécessaires que pour éviter une boiterie. Les sujets ont donné leur consentement pour participer à l’étude qui a été approuvée par le conseil scientifique de l’institut de médecine du sport du CHU de Nantes. 2.2. Matériel Les patients ont été testés à trois jours d’intervalle à partir du 15e jour postopératoire à l’aide d’une plate-forme de stabilométrie QFP/Médicapteurs®, (QFP SYSTEMES, Nice, France) répondant aux normes internationales. Cette plateforme est composée d’un monoplateau de 1,5 cm d’épaisseur reposant sur trois jauges de contrainte qui mesurent la force de réaction du sol. Un convertisseur analogique–numérique permet une fréquence de mesure de 5 à 40 Hz. La plate-forme de force est couplée à un logiciel informatique d’exploitation stabilographique Win Posture 2000 qui permet une sensibilité de 90 points par newton. La plate-forme a été étalonnée avant chaque séance et les mesures ont été réalisées sans filtrage. 2.3. Procédure Huit enregistrements pieds nus ont été réalisés par session dont les deux premiers en situation bipodale, yeux ouverts puis fermés, et les autres en situation monopodale uniquement yeux ouverts. Le regard a visé un point fixe situé à 1 m de distance. La position a été maintenue le plus longtemps possible en gardant les bras le long du corps. Les mesures ont été réalisées pendant une durée de 25,6 secondes selon une fréquence de 5 Hz pour les postures bipodales et 40 Hz pour les postures monopodales afin d’obtenir une meilleure détection des déplacements du centre de pression. En situation monopodale, le pied d’appui a été centré sur le zéro de référence de la plateforme et le pied en suspension a été en contact avec le mollet. Les tests en appui monopodal ont débuté par le côté sain afin d’éviter les phénomènes d’appréhension. Le genou a été d’abord positionné en extension puis en flexion à 20 degrés selon l’étude de Gauffin et al., [5]. Une minute de repos a été donnée entre la réalisation des différentes postures. 2.4. Paramètres d’étude Six paramètres donnés par le constructeur ont été étudiés lors de chaque posture : ● la longueur parcourue par le centre de pression (Longueur) qui a été décomposée selon l’axe médiolatéral (LongX) et antéropostérieur (LongY) ;
M. Dauty et al. / Science & Sports 22 (2007) 87–91
89
Tableau 1 Description de la population Sexe Âge (ans) F 22 H 25 F 16 H 27 H 20 H 33 H 28 H 22 H 22 H 18 DIDT: technique aux ischiojambiers CR : compétiteur régional.
Taille (m) Poids (kg) Chirurgie Côté Sport Niveau 1,63 51 TR D Ultimate CI 1,90 73 TR D Surf CN 1,76 70 DIDT G Basket CI 1,84 85 TR D Basket CN 1,72 67 TR G Basket CN 1,82 76 DIDT G Football CN 1,81 77 TR D Football CN 1,86 85 TR D Football CN 1,86 78 TR D Football CR 1,80 66 TR D Football CR (quatre brins) ; TR : technique au tendon rotulien ; CI : compétiteur de niveau international ; CN : compétiteur national ;
● quatre-vingt-quinze pour cent de la surface délimitée par le parcours du centre de pression (Surface) ; ● le déplacement moyen du centre de pression selon l’axe médiolatéral (Xmoy) et antéropostérieur (Ymoy) par rapport au zéro de référence de la plate-forme situé au centre de celle-ci.
mule SEM = DS × (1-ICC)0.5 et présenté sous la forme 1,96 SEM afin de connaître les vraies valeurs par rapport au bruit causé par la variabilité des mesures (DS correspond à la déviation standard).
2.5. Statistique
En situation bipodale, que les yeux soient ouverts ou fermés, les sessions sont facilement réalisées par notre population. Les paramètres surface, déplacement médiolatéral du centre de pression (LongX) et déviation moyenne antéropostérieure (Ymoy) présentent une bonne reproductibilité (Tableaux 2 et 3). L’erreur de mesure est de 41 mm2, 64 mm et 58 mm respectivement quand les yeux sont ouverts. Aucun progrès significatif n’est présent à trois jours d’intervalle. En appui monopodal, les sessions sont plus difficiles à réaliser et nécessite une importante dextérité des patients pour
La moyenne et l’écart-type ont été calculés pour l’ensemble des paramètres (SPSS 13.0 ; SPSS Inc. Chicago, États-Unis). Un test de Wilcoxon parié a été utilisé pour savoir si les résultats étaient différents entre les deux sessions (p < 0,05). La reproductibilité test–retest a été calculée selon le coefficient de corrélation intraclasse (ICC 2,1) décrit par Shrout et Fleiss [11] qui correspond à un modèle d’analyse de la variance. L’erreur de mesure standard (SEM) a été calculée selon la for-
3. Résultats
Tableau 2 Mesures stabilométriques en appui bipodal yeux ouverts et fermés Surface (mm2) Longueur (mm) Longueur X (mm) Longueur Y (mm) X moyen (mm) Y moyen (mm)
Session 1 YO 156 ± 86 [44–300] 384 ± 85 [242–492] 247 ± 76 [146–389] 239 ± 51 [159–342] 1,47 ± 9 [–7,7–16,7] –33 ± 13 [–50–15]
Session 2 YO 149 ± 90 [60–327] 372 ± 107 [241–622] 243 ± 81 [128–424] 232 ± 60 [172–376] –0,38 ± 5,9 [–7,3–10,8] –31 ± 15 [–58–14]
Session 1 YF 252 ± 106 [127–450] 660 ± 83 [546–787] 388 ± 102 [249–565] 448 ± 82 [336–623] 0,66 ± 11 [–14–15] –30 ± 12 [–48–10]
Session 2 YF 315 ± 118 [183–527] 712 ± 108 [497–1076] 438 ± 106 [276–782] 463 ± 106 [322–656] 1,04 ± 8 [–11–17] –25 ± 15 [–43–3]
Tableau 3 Reproductibilité et erreur de mesure standard des paramètres mesurés lors de l’appui bipodal yeux ouverts et fermés Appui bipodal YO ICC 95 % ICC 1,96 SEM Surface 0,94*** 0,76–0,98 41 mm Longueur 0,67 –0,31–0,91 99 mm Longueur X 0,81** –0,24–0,95 64 mm Longueur Y 0,13 –2,4–0,78 70 mm X moyen 0,49 –1–0,87 4,1 mm Y moyen 0,93*** 0,71–0,98 5,8 mm YO : yeux ouverts ; YF : yeux fermés. *p < 0,05 ; **p < 0,01 ; ***p < 0,001.
ICC 0,88*** 0,64 0,85*** 0,03 0,49 0,87***
Appui bipodal YF 95 % ICC 1,96 SEM 0,54–0,97 74 mm –0,41–0,91 111 mm 0,39–0,96 99 mm –2,8–0,76 180 mm –1–0,87 13 mm 0,48–0,96 7,8 mm
90
M. Dauty et al. / Science & Sports 22 (2007) 87–91
Tableau 4 Mesures stabilométriques en appui monopodal, genou en extension
Surface (mm2) Longueur (mm) Longueur X (mm) Longueur Y (mm) X moyen (mm) Y moyen (mm)
Session 1 377 ± 111 983 ± 181 593 ± 131 666 ± 136 –0,9 ± 5,8 –9,8 ± 16
Genou sain en extension Session 2 510 ± 187 960 ± 246 570 ± 146 656 ± 187 –1,95 ± 5,5 –4,6 ± 12
Session 1 385 ± 125 1012 ± 199 572 ± 138 714 ± 164 5,17 ± 6,5 –8,6 ± 11
Genou opéré en extension Session 2 244 ± 102 892 ± 220 553 ± 144 588 ± 154 4,69 ± 7 –1 ± 12
Tableau 5 Reproductibilité et erreur de mesure standard des paramètres mesurés lors de l’appui monopodal genou en extension
Surface Longueur Longueur X Longueur Y X moyen Y moyen
Genou sain Appui monopodal en extension ICC 95 % ICC 0,17 –3,76–0,7 0,09 –2,6–0,77 0,01 –2,9–0,75 0,39 –1,4–0,84 0,46 –1,1–0,86 0,27 –1,9–0,81
1,96 SEM 262 mm 398 mm 269 mm 244 mm 8 mm 23 mm
Genou opéré Appui monopodal en extension ICC 95 % ICC 0,01 –2,96–0,75 0,45 –1,19–0,86 0,26 –1,95–0,81 0,64 –0,41–0,91 0,93*** 0,74–0,98 0,75* 0,01–0,93
1,96 SEM 226 mm 305 mm 237 mm 186 mm 11 mm 10 mm
Tableau 6 Mesures stabilométriques en appui monopodal, genou en flexion
Surface (mm2) Longueur (mm) Longueur X (mm) Longueur Y (mm) X moyen (mm) Y moyen (mm)
Session 1 431 ± 167 1032 ± 188 648 ± 142 668 ± 130 –0,4 ± 5,1 4,6 ± 14
Genou sain en flexion Session 2 370 ± 200 871 ± 187 554 ± 122 556 ± 141 –2,1 ± 6 7,5 ± 12
Session 1 448 ± 190 1125 ± 256 671 ± 155 759 ± 201 3.1 ± 6 10.6 ± 20
Genou opéré en flexion Session 2 366 ± 187 956 ± 235 615 ± 171 603 ± 157 4±6 16 ± 15
Tableau 7 Reproductibilité et erreur de mesure standard des paramètres mesurés lors de l’appui monopodal genou en flexion Genou sain Appui monopodal en flexion ICC 95 % ICC Surface –0,28 –4,1–0,68 Longueur 0,67 –0,3–0,92 Longueur X 0,61 –0,5–0,90 Longueur Y 0,72* –0,12–0,93 X moyen 0,69 –0,2–0,92 Y moyen 0,79** 15–0,94 *p < 0,05 ; **p < 0,01 ; ***p < 0,001.
1,96 SEM 306 mm 210 mm 161 mm 140 mm 6 mm 11 mm
maintenir les postures. Quand le genou est en flexion à 20 degrés, la déviation moyenne antéropostérieure (Ymoy) représente le paramètre le plus reproductible du côté sain comme du côté récemment opéré (erreur de 10 et 11 mm respectivement). Lorsque le genou est en extension, quasiment aucun paramètre ne présente une reproductibilité acceptable (Tableaux 4 et 5), alors qu’en flexion, la reproductibilité des paramètres est meilleure (Tableaux 6 et 7). 4. Discussion Il a été suggéré par Shrout et Fleiss qu’un coefficient de corrélation intraclasse supérieur à 0,9 indiquait une excellente reproductibilité et qu’un ICC compris entre 0,75 et 0,9 était
Genou opéré Appui monopodal en flexion ICC 95 % ICC 0,85** 0,42–0,96 0,66 –0,3–0,91 0,50 –1–0,87 0,75* 0,01–0,94 0,74* 0,01–0,93 0,91*** 0,66–0,97
1,96 SEM 142 mm 280 mm 225 mm 169 mm 6 mm 10 mm
cliniquement acceptable [11]. Lors d’une étude de reproductibilité test–retest, trois aspects sont à examiner afin de déterminer si les résultats ont été influencés par la méthode. Premièrement, Neville et al. ont montré que le coefficient de corrélation intraclasse était artificiellement augmenté par l’hétérogénéité de la population [10]. Les valeurs extrêmes très différentes que nous rapportons lors des tests en appui bipodal, yeux ouverts et fermés, traduisent une certaine hétérogénéité qui est peut-être à l’origine d’une amélioration de la reproductibilité de certains paramètres stabilométriques. Deuxièmement, l’intervalle de trois jours entre le test–retest a peut-être influencé les résultats. Une durée plus courte aurait pu être à l’origine de l’amélioration de la reproductibilité en raison des phénomènes d’apprentissage. Une durée plus longue
M. Dauty et al. / Science & Sports 22 (2007) 87–91
aurait pu être mis sur le compte de l’amélioration de la stabilité du patient récemment opéré. Lors de la posture en appui bipodal, yeux fermés, nous rapportons des résultats moins bons lors de la deuxième session par rapport à la première (Tableau 1). L’intervalle de trois jours n’a donc pas été à l’origine d’une amélioration des résultats par phénomène d’apprentissage. Le nombre d’essais influence également la reproductibilité des mesures comme l’ont bien montré Lafond et al. en calculant le nombre d’essais nécessaire pour obtenir une reproductibilité des mesures supérieure à 0,9 chez la personne âgée [9]. L’augmentation du nombre des essais est à l’origine d’une diminution de l’erreur de la variance par rapport au résultat réel [6]. De même, ces auteurs ont montré l’influence de la durée de maintien de la posture et ont conclu que trois essais d’une durée de 120 secondes étaient nécessaire pour obtenir une excellente reproductibilité des paramètres de mesure pour cette population âgée [9]. Chez le sujet jeune récemment opéré du genou, une telle durée en appui monopodal n’est pas réalisable selon notre expérience. Goldie et al. ont montré que 15 secondes d’appui monopodal suffisaient à obtenir des paramètres reproductibles [6]. Troisièmement, les activités réalisées entre les deux sessions peuvent avoir modifié la reproductibilité des mesures. Selon notre méthode, les sujets opérés du genou n’avaient pas réalisé de rééducation proprioceptive. Seule, la marche a été travaillée mais nécessitait encore le port de cannes lors des deux sessions en raison de la persistance d’une boiterie. Ainsi, l’intervalle de trois jours n’a pas influencé significativement les valeurs moyennes et les variances des paramètres étudiés. Cette absence de différence entre les deux sessions confirme que les soins de rééducation prodigués n’ont pas influencé la reproductibilité des mesures. La comparaison avec des études similaires est difficile en raison d’études réalisées avec des plates-formes de force sophistiquées (OR6, Kistler, Equitest) et non des platesformes de stabilométrie. Lors des postures en appui monopodal, Goldie et al. ont rapporté, que les déviations du centre de pression étaient plus reproductibles lors des postures réalisées les yeux ouverts (ICC de 0,36 à 0,76) et qu’il n’existait pas de différence entre le côté préféré et non préféré des sujets sains [6]. La composante antéropostérieure de la force présentait une reproductibilité médiocre de 0,44 comparable à la notre (ICC : 0,38 avec une SEM de 10 à 12 Nm). Ce défaut de reproductibilité peut s’expliquer par la variation de stratégie des individus pour maintenir cette posture. Nous constatons également une excellente reproductibilité des paramètres lorsqu’il existe des contraintes de flexion du genou en raison d’un meilleur verrouillage dans cette posture par comparaison à la posture genou en extension et cela du côté sain comme du côté opéré. Les postures en appui bipodal sont facilement réalisées, si bien que les stratégies de maintien peuvent alors être plus variées d’une session à l’autre. Ce phénomène lié à la difficulté ou à la facilité de maintien des postures est peut-être à l’origine de la meilleure reproductibilité des paramètres mesurés lors des postures contraignantes pour les membres inférieurs comme cela est le cas lors de la posture monopodal genou fléchi.
91
5. Conclusion Notre étude rapporte une bonne reproductibilité à trois jours d’intervalle des paramètres stabilométriques lors des postures bipodales pour les paramètres : surface et déviation moyennes antériopostérieures du centre de pression. La reproductibilité des paramètres est meilleure lorsque des contraintes sont appliquées en appui monopodal, genou en flexion, que le genou soit sain ou récemment opéré d’une reconstruction du ligament croisé antérieur du genou. Remerciements Les auteurs remercient la Direction régionale de la jeunesse et des sports des Pays de Loire pour l’aide financière apportée à la réalisation de cette étude. Aucun lien commercial n’est présent entre les auteurs et les industries qui commercialisent les plates-formes de stabilométrie. Références [1] Ageberg E, Zatterstrom R, Moritz U, Frident T. Influence of supervised and non supervised training on postural control after an acute anterior cruciate ligament rupture: A three-year longitudinal prospective study. J Orthop Sports Phys Ther 2001;31:632–44. [2] Birmingham TB, Kramer JF, Kirkley A, Inglis JT, Spauling ST, Vandrevoort AA. Knee bracing after anterior cruciate ligament reconstruction: effects on postural control and proprioception. Med Sci Sports Exerc 2001;33:1253–8. [3] Ferber R, Osternig LR, Woolacott MH, Wasielewski NJ, Lee JH. Gait perturbation response in chronic anterior cruciate ligament efficiency and repair. Clin Biomech (Bristol, Avon) 2003;18:132–41. [4] Friden T, Roberts D, Ageberg E, Walden M, Zatterstrom R. Review of knee proprioception and the relation to extremity function after anterior cruciate ligament rupture. J Orthop Sports Phys Ther 2001;31:567–76. [5] Gauffin H, Petterson G. Tegner, Tropp H. Function testing in patient with old rupture of anterior-cruciate ligament. Int J Sports Med 1990; 11:73–7. [6] Goldie PA, Owen ME, Timothy MB. Steadiness in one-legged stance: Development of a reliable force platform testing procedure. Arch Phys Med Rehabil 1992;73:348–54. [7] Harrison EL, Duenkel N, Dunlop R, Russel G. Evaluation of single-leg standing following anterior cruciate ligament surgery and rehabilitation. Phys Ther 1994;74:245–52. [8] Henriksson M, Ledin T, Good L. Postural control after ACL reconstruction and functional rehabilitation. Am J Sports Med 2001;29:359–66. [9] Lafond D, Corriveau H, Hébert R, Prince F. Intrasession reliability of centre of pressure measures of postural steadiness in healthy elderly people. Arch Phys Med Rehabil 2004;85:896–901. [10] Neville AM, Atkinson G. Assessing agreement between measurements recorded on a ratio scale in sports medicine and sports science. Br J Sports Med 1997;36:314–8. [11] Shrout PE, Fleiss JL. Intraclass correlation: Uses in assessing rater reliability. Psychol Bull 1979;86:420–8. [12] Shiraishi M, Mizuta H, Kubota K, Otsuka Y, Nagamoto N, Takagi K. Stabilometric assessment in the ACL-reconstructed knee. Clin J Sport Med 1996;6:32–9. [13] Thoumie P, Sautreuil P, Mevellec E. Evaluation stabilométrique de l’instabilité après lésion du ligament croisé antérieur. In: Pied, équilibre et mouvement. Paris: Ed Masson; 2000. p. 139–47.
Article original
Reproductibilité test–retest des mesures stabilométriques après reconstruction du ligament croisé antérieur du genou chez le sujet sportif Test-retest reproducibility of stabilometric measurements after knee anterior cruciate ligament reconstruction in sport subject M. Dauty*, P. Dantec, O. Collot, M. Potiron-Josse, C. Dubois Pôle de médecine physique et réadaptation et de médecine du sport, hôpital Saint-Jacques, CHU de Nantes, 44035 Nantes cedex 01, France Reçu le 15 septembre 2006 ; accepté le 3 janvier 2007 Disponible sur internet le 21 février 2007
Résumé Objectif. – Définir la reproductibilité test–retest à trois jours d’intervalle des mesures stabilométriques en appui bi- et monopodal chez le sujet sportif, opéré récemment d’une reconstruction du ligament croisé antérieur du genou. Méthode. – Dix sujets âgés de 16 à 33 ans (23 ans ± 5) ont réalisé deux sessions à 15 jours de la chirurgie de genou, selon des postures bipodales, yeux ouverts et fermés ; selon des postures monopodales, yeux ouverts, du côté sain et du côté opéré, genou en extension et en flexion à 20 degrés. La reproductibilité a été déterminée selon le coefficient de corrélation intraclasse et l’erreur de mesure standard a été calculée. Résultats. – En appui bipodal et monopodal genou en flexion à 20 degrés, les paramètres surface et déviation moyenne du centre de pression selon un axe antéropostérieur sont reproductibles (ICC > 0,75). Les paramètres de stabilométrie ne sont pas reproductibles lors de la posture en appui monopodal genou en extension. Conclusion. – La reproductibilité des paramètres stabilométriques est bonne, en appui bi- et monopodal genou en flexion à 20 degrés, pour apprécier les progrès posturaux d’un sujet récemment opéré d’une ligamentoplastie du genou. © 2007 Elsevier Masson SAS. Tous droits réservés. Abstract Objective. – To define the 3 day interval test-retest reproducibility of stabilometric measurements in two- and one legged stance in sport subjects recently operated from a knee anterior cruciate ligament reconstruction. Méthode. – Ten subjects aged between 16 to 33 years (23 year ± 5); carried out at 15 days after the knee surgery two sessions to measure steadiness in two legged stance with opened and closed eyes; in one legged stance with opened eyes, in healthy and operated leg, with full knee extension and with 20 degrees knee flexion. The reproducibility was determined using the intraclass correlation coefficient and the standard error of measurement was calculated. Results. – In two legged stance and in one legged stance, knee in 20 degrees flexion, the 95% sway area and the average antero-posterior excursion of the centre of pressure are reproducible (ICC > 0,75).The stabilometric parameters are not reproducible in one legged stance, knee in extension. Conclusion. – The reproducibility of stabilometric parameters is good, in two and in one legged stance knee flexed at 20 degrees, to evaluate the postural progress after anterior cruciate ligament reconstruction. © 2007 Elsevier Masson SAS. Tous droits réservés. Mots clés : Posture ; Stabilométrie ; Ligamentoplastie ; Genou Keywords: Posture; Steadiness; Anterior cruciate ligament reconstruction; Knee
* Auteur
correspondant. Adresse e-mail : [email protected] (M. Dauty).
0765-1597/$ - see front matter © 2007 Elsevier Masson SAS. Tous droits réservés. doi:10.1016/j.scispo.2007.01.002
88
M. Dauty et al. / Science & Sports 22 (2007) 87–91
1. Introduction Le développement des plates-formes de force permet d’envisager de plus en plus précisément l’analyse de la posture des sujets sains et pathologiques. Après entorse grave du genou par rupture du ligament croisé antérieur, il existe une laxité sagittale et une instabilité rotatoire du genou. Différentes études ont essayé de quantifier ces anomalies à l’aide d’évaluations stabilométriques par comparaison avec des sujets sains [1,3–5,13]. De même, la posture a été évaluée après ligamentoplastie de genou [2,7,8,12]. Les résultats sont variés et dépendent des postures analysées et des paramètres pris en considération. La force, captée par trois jauges de contrainte, correspond à la force de réaction du sol sous les pieds. Il s’agit d’une accélération qui mathématiquement se traduit par un vecteur qui se décompose en force médiolatérale (Fx), antéropostérieure (Fy) et verticale (Fz) selon les trois axes de référence. Cette force est également décomposée selon un axe antéropostérieur et médiolatéral afin de définir les déplacements du centre de pression sur la plate-forme. Différents paramètres de déplacement du centre de pression sont alors utilisés : la longueur de déplacement du centre de pression durant l’évaluation, la surface parcourue par le centre de pression (à 95 %) durant l’évaluation, les déplacements médiolatéraux (Long X) et antéropostérieurs (Long Y), ainsi que les déplacements moyens selon les mêmes axes (X moyen et Y moyen). Afin que l’évaluation stabilométrique présente un intérêt, il est cependant nécessaire de connaître la reproductibilité des paramètres mesurés. La reproductibilité des mesures dans le temps (test–retest) permet, à partir de la différence entre deux mesures (calcul de l’erreur de la variance), de quantifier la variabilité du phénomène mesuré et la précision de l’instrument de mesure utilisé, en considérant les conditions d’évaluation constantes. Plus un paramètre est reproductible, plus il est utile pour mesurer un phénomène quantifiable par l’outil de mesure. L’objectif de ce travail a donc été de mesurer la reproductibilité des différents paramètres stabilométriques lors de postures différentes chez une population sportive récemment opérée d’une ligamentoplastie de genou. 2. Matériel et méthode 2.1. Population Dix sujets sains, sportifs volontaires, représentés par deux femmes et huit hommes, âgés de 16 à 35 ans, (Poids : 51 à 87 kg, Taille : 1,63 à 1,90) ont été inclus à 15 jours postopératoires d’une ligamentoplastie de genou (Tableau 1). Les patients ont été opérés par six chirurgiens différents selon la technique soit du tendon rotulien, soit des ischiojambiers (quatre brins). Lors de l’inclusion, le genou opéré était indolore, mobile de 0 à au moins 60 degrés et ne présentait pas d’épanchement articulaire. Le verrouillage du genou était acquis afin de permettre une marche sans attelle. Les sujets qui présen-
taient une pathologie méniscale, une complication ou une anomalie des autres articulations des deux membres inférieurs ont été exclus. Durant l’étude, les patients ont été hospitalisés et ont réalisé un programme de rééducation « accélérée ». Aucun exercice de proprioception monopodal n’a été autorisé. La marche a été réalisée à l’aide de cannes dans la mesure où celles-ci n’ont été nécessaires que pour éviter une boiterie. Les sujets ont donné leur consentement pour participer à l’étude qui a été approuvée par le conseil scientifique de l’institut de médecine du sport du CHU de Nantes. 2.2. Matériel Les patients ont été testés à trois jours d’intervalle à partir du 15e jour postopératoire à l’aide d’une plate-forme de stabilométrie QFP/Médicapteurs®, (QFP SYSTEMES, Nice, France) répondant aux normes internationales. Cette plateforme est composée d’un monoplateau de 1,5 cm d’épaisseur reposant sur trois jauges de contrainte qui mesurent la force de réaction du sol. Un convertisseur analogique–numérique permet une fréquence de mesure de 5 à 40 Hz. La plate-forme de force est couplée à un logiciel informatique d’exploitation stabilographique Win Posture 2000 qui permet une sensibilité de 90 points par newton. La plate-forme a été étalonnée avant chaque séance et les mesures ont été réalisées sans filtrage. 2.3. Procédure Huit enregistrements pieds nus ont été réalisés par session dont les deux premiers en situation bipodale, yeux ouverts puis fermés, et les autres en situation monopodale uniquement yeux ouverts. Le regard a visé un point fixe situé à 1 m de distance. La position a été maintenue le plus longtemps possible en gardant les bras le long du corps. Les mesures ont été réalisées pendant une durée de 25,6 secondes selon une fréquence de 5 Hz pour les postures bipodales et 40 Hz pour les postures monopodales afin d’obtenir une meilleure détection des déplacements du centre de pression. En situation monopodale, le pied d’appui a été centré sur le zéro de référence de la plateforme et le pied en suspension a été en contact avec le mollet. Les tests en appui monopodal ont débuté par le côté sain afin d’éviter les phénomènes d’appréhension. Le genou a été d’abord positionné en extension puis en flexion à 20 degrés selon l’étude de Gauffin et al., [5]. Une minute de repos a été donnée entre la réalisation des différentes postures. 2.4. Paramètres d’étude Six paramètres donnés par le constructeur ont été étudiés lors de chaque posture : ● la longueur parcourue par le centre de pression (Longueur) qui a été décomposée selon l’axe médiolatéral (LongX) et antéropostérieur (LongY) ;
M. Dauty et al. / Science & Sports 22 (2007) 87–91
89
Tableau 1 Description de la population Sexe Âge (ans) F 22 H 25 F 16 H 27 H 20 H 33 H 28 H 22 H 22 H 18 DIDT: technique aux ischiojambiers CR : compétiteur régional.
Taille (m) Poids (kg) Chirurgie Côté Sport Niveau 1,63 51 TR D Ultimate CI 1,90 73 TR D Surf CN 1,76 70 DIDT G Basket CI 1,84 85 TR D Basket CN 1,72 67 TR G Basket CN 1,82 76 DIDT G Football CN 1,81 77 TR D Football CN 1,86 85 TR D Football CN 1,86 78 TR D Football CR 1,80 66 TR D Football CR (quatre brins) ; TR : technique au tendon rotulien ; CI : compétiteur de niveau international ; CN : compétiteur national ;
● quatre-vingt-quinze pour cent de la surface délimitée par le parcours du centre de pression (Surface) ; ● le déplacement moyen du centre de pression selon l’axe médiolatéral (Xmoy) et antéropostérieur (Ymoy) par rapport au zéro de référence de la plate-forme situé au centre de celle-ci.
mule SEM = DS × (1-ICC)0.5 et présenté sous la forme 1,96 SEM afin de connaître les vraies valeurs par rapport au bruit causé par la variabilité des mesures (DS correspond à la déviation standard).
2.5. Statistique
En situation bipodale, que les yeux soient ouverts ou fermés, les sessions sont facilement réalisées par notre population. Les paramètres surface, déplacement médiolatéral du centre de pression (LongX) et déviation moyenne antéropostérieure (Ymoy) présentent une bonne reproductibilité (Tableaux 2 et 3). L’erreur de mesure est de 41 mm2, 64 mm et 58 mm respectivement quand les yeux sont ouverts. Aucun progrès significatif n’est présent à trois jours d’intervalle. En appui monopodal, les sessions sont plus difficiles à réaliser et nécessite une importante dextérité des patients pour
La moyenne et l’écart-type ont été calculés pour l’ensemble des paramètres (SPSS 13.0 ; SPSS Inc. Chicago, États-Unis). Un test de Wilcoxon parié a été utilisé pour savoir si les résultats étaient différents entre les deux sessions (p < 0,05). La reproductibilité test–retest a été calculée selon le coefficient de corrélation intraclasse (ICC 2,1) décrit par Shrout et Fleiss [11] qui correspond à un modèle d’analyse de la variance. L’erreur de mesure standard (SEM) a été calculée selon la for-
3. Résultats
Tableau 2 Mesures stabilométriques en appui bipodal yeux ouverts et fermés Surface (mm2) Longueur (mm) Longueur X (mm) Longueur Y (mm) X moyen (mm) Y moyen (mm)
Session 1 YO 156 ± 86 [44–300] 384 ± 85 [242–492] 247 ± 76 [146–389] 239 ± 51 [159–342] 1,47 ± 9 [–7,7–16,7] –33 ± 13 [–50–15]
Session 2 YO 149 ± 90 [60–327] 372 ± 107 [241–622] 243 ± 81 [128–424] 232 ± 60 [172–376] –0,38 ± 5,9 [–7,3–10,8] –31 ± 15 [–58–14]
Session 1 YF 252 ± 106 [127–450] 660 ± 83 [546–787] 388 ± 102 [249–565] 448 ± 82 [336–623] 0,66 ± 11 [–14–15] –30 ± 12 [–48–10]
Session 2 YF 315 ± 118 [183–527] 712 ± 108 [497–1076] 438 ± 106 [276–782] 463 ± 106 [322–656] 1,04 ± 8 [–11–17] –25 ± 15 [–43–3]
Tableau 3 Reproductibilité et erreur de mesure standard des paramètres mesurés lors de l’appui bipodal yeux ouverts et fermés Appui bipodal YO ICC 95 % ICC 1,96 SEM Surface 0,94*** 0,76–0,98 41 mm Longueur 0,67 –0,31–0,91 99 mm Longueur X 0,81** –0,24–0,95 64 mm Longueur Y 0,13 –2,4–0,78 70 mm X moyen 0,49 –1–0,87 4,1 mm Y moyen 0,93*** 0,71–0,98 5,8 mm YO : yeux ouverts ; YF : yeux fermés. *p < 0,05 ; **p < 0,01 ; ***p < 0,001.
ICC 0,88*** 0,64 0,85*** 0,03 0,49 0,87***
Appui bipodal YF 95 % ICC 1,96 SEM 0,54–0,97 74 mm –0,41–0,91 111 mm 0,39–0,96 99 mm –2,8–0,76 180 mm –1–0,87 13 mm 0,48–0,96 7,8 mm
90
M. Dauty et al. / Science & Sports 22 (2007) 87–91
Tableau 4 Mesures stabilométriques en appui monopodal, genou en extension
Surface (mm2) Longueur (mm) Longueur X (mm) Longueur Y (mm) X moyen (mm) Y moyen (mm)
Session 1 377 ± 111 983 ± 181 593 ± 131 666 ± 136 –0,9 ± 5,8 –9,8 ± 16
Genou sain en extension Session 2 510 ± 187 960 ± 246 570 ± 146 656 ± 187 –1,95 ± 5,5 –4,6 ± 12
Session 1 385 ± 125 1012 ± 199 572 ± 138 714 ± 164 5,17 ± 6,5 –8,6 ± 11
Genou opéré en extension Session 2 244 ± 102 892 ± 220 553 ± 144 588 ± 154 4,69 ± 7 –1 ± 12
Tableau 5 Reproductibilité et erreur de mesure standard des paramètres mesurés lors de l’appui monopodal genou en extension
Surface Longueur Longueur X Longueur Y X moyen Y moyen
Genou sain Appui monopodal en extension ICC 95 % ICC 0,17 –3,76–0,7 0,09 –2,6–0,77 0,01 –2,9–0,75 0,39 –1,4–0,84 0,46 –1,1–0,86 0,27 –1,9–0,81
1,96 SEM 262 mm 398 mm 269 mm 244 mm 8 mm 23 mm
Genou opéré Appui monopodal en extension ICC 95 % ICC 0,01 –2,96–0,75 0,45 –1,19–0,86 0,26 –1,95–0,81 0,64 –0,41–0,91 0,93*** 0,74–0,98 0,75* 0,01–0,93
1,96 SEM 226 mm 305 mm 237 mm 186 mm 11 mm 10 mm
Tableau 6 Mesures stabilométriques en appui monopodal, genou en flexion
Surface (mm2) Longueur (mm) Longueur X (mm) Longueur Y (mm) X moyen (mm) Y moyen (mm)
Session 1 431 ± 167 1032 ± 188 648 ± 142 668 ± 130 –0,4 ± 5,1 4,6 ± 14
Genou sain en flexion Session 2 370 ± 200 871 ± 187 554 ± 122 556 ± 141 –2,1 ± 6 7,5 ± 12
Session 1 448 ± 190 1125 ± 256 671 ± 155 759 ± 201 3.1 ± 6 10.6 ± 20
Genou opéré en flexion Session 2 366 ± 187 956 ± 235 615 ± 171 603 ± 157 4±6 16 ± 15
Tableau 7 Reproductibilité et erreur de mesure standard des paramètres mesurés lors de l’appui monopodal genou en flexion Genou sain Appui monopodal en flexion ICC 95 % ICC Surface –0,28 –4,1–0,68 Longueur 0,67 –0,3–0,92 Longueur X 0,61 –0,5–0,90 Longueur Y 0,72* –0,12–0,93 X moyen 0,69 –0,2–0,92 Y moyen 0,79** 15–0,94 *p < 0,05 ; **p < 0,01 ; ***p < 0,001.
1,96 SEM 306 mm 210 mm 161 mm 140 mm 6 mm 11 mm
maintenir les postures. Quand le genou est en flexion à 20 degrés, la déviation moyenne antéropostérieure (Ymoy) représente le paramètre le plus reproductible du côté sain comme du côté récemment opéré (erreur de 10 et 11 mm respectivement). Lorsque le genou est en extension, quasiment aucun paramètre ne présente une reproductibilité acceptable (Tableaux 4 et 5), alors qu’en flexion, la reproductibilité des paramètres est meilleure (Tableaux 6 et 7). 4. Discussion Il a été suggéré par Shrout et Fleiss qu’un coefficient de corrélation intraclasse supérieur à 0,9 indiquait une excellente reproductibilité et qu’un ICC compris entre 0,75 et 0,9 était
Genou opéré Appui monopodal en flexion ICC 95 % ICC 0,85** 0,42–0,96 0,66 –0,3–0,91 0,50 –1–0,87 0,75* 0,01–0,94 0,74* 0,01–0,93 0,91*** 0,66–0,97
1,96 SEM 142 mm 280 mm 225 mm 169 mm 6 mm 10 mm
cliniquement acceptable [11]. Lors d’une étude de reproductibilité test–retest, trois aspects sont à examiner afin de déterminer si les résultats ont été influencés par la méthode. Premièrement, Neville et al. ont montré que le coefficient de corrélation intraclasse était artificiellement augmenté par l’hétérogénéité de la population [10]. Les valeurs extrêmes très différentes que nous rapportons lors des tests en appui bipodal, yeux ouverts et fermés, traduisent une certaine hétérogénéité qui est peut-être à l’origine d’une amélioration de la reproductibilité de certains paramètres stabilométriques. Deuxièmement, l’intervalle de trois jours entre le test–retest a peut-être influencé les résultats. Une durée plus courte aurait pu être à l’origine de l’amélioration de la reproductibilité en raison des phénomènes d’apprentissage. Une durée plus longue
M. Dauty et al. / Science & Sports 22 (2007) 87–91
aurait pu être mis sur le compte de l’amélioration de la stabilité du patient récemment opéré. Lors de la posture en appui bipodal, yeux fermés, nous rapportons des résultats moins bons lors de la deuxième session par rapport à la première (Tableau 1). L’intervalle de trois jours n’a donc pas été à l’origine d’une amélioration des résultats par phénomène d’apprentissage. Le nombre d’essais influence également la reproductibilité des mesures comme l’ont bien montré Lafond et al. en calculant le nombre d’essais nécessaire pour obtenir une reproductibilité des mesures supérieure à 0,9 chez la personne âgée [9]. L’augmentation du nombre des essais est à l’origine d’une diminution de l’erreur de la variance par rapport au résultat réel [6]. De même, ces auteurs ont montré l’influence de la durée de maintien de la posture et ont conclu que trois essais d’une durée de 120 secondes étaient nécessaire pour obtenir une excellente reproductibilité des paramètres de mesure pour cette population âgée [9]. Chez le sujet jeune récemment opéré du genou, une telle durée en appui monopodal n’est pas réalisable selon notre expérience. Goldie et al. ont montré que 15 secondes d’appui monopodal suffisaient à obtenir des paramètres reproductibles [6]. Troisièmement, les activités réalisées entre les deux sessions peuvent avoir modifié la reproductibilité des mesures. Selon notre méthode, les sujets opérés du genou n’avaient pas réalisé de rééducation proprioceptive. Seule, la marche a été travaillée mais nécessitait encore le port de cannes lors des deux sessions en raison de la persistance d’une boiterie. Ainsi, l’intervalle de trois jours n’a pas influencé significativement les valeurs moyennes et les variances des paramètres étudiés. Cette absence de différence entre les deux sessions confirme que les soins de rééducation prodigués n’ont pas influencé la reproductibilité des mesures. La comparaison avec des études similaires est difficile en raison d’études réalisées avec des plates-formes de force sophistiquées (OR6, Kistler, Equitest) et non des platesformes de stabilométrie. Lors des postures en appui monopodal, Goldie et al. ont rapporté, que les déviations du centre de pression étaient plus reproductibles lors des postures réalisées les yeux ouverts (ICC de 0,36 à 0,76) et qu’il n’existait pas de différence entre le côté préféré et non préféré des sujets sains [6]. La composante antéropostérieure de la force présentait une reproductibilité médiocre de 0,44 comparable à la notre (ICC : 0,38 avec une SEM de 10 à 12 Nm). Ce défaut de reproductibilité peut s’expliquer par la variation de stratégie des individus pour maintenir cette posture. Nous constatons également une excellente reproductibilité des paramètres lorsqu’il existe des contraintes de flexion du genou en raison d’un meilleur verrouillage dans cette posture par comparaison à la posture genou en extension et cela du côté sain comme du côté opéré. Les postures en appui bipodal sont facilement réalisées, si bien que les stratégies de maintien peuvent alors être plus variées d’une session à l’autre. Ce phénomène lié à la difficulté ou à la facilité de maintien des postures est peut-être à l’origine de la meilleure reproductibilité des paramètres mesurés lors des postures contraignantes pour les membres inférieurs comme cela est le cas lors de la posture monopodal genou fléchi.
91
5. Conclusion Notre étude rapporte une bonne reproductibilité à trois jours d’intervalle des paramètres stabilométriques lors des postures bipodales pour les paramètres : surface et déviation moyennes antériopostérieures du centre de pression. La reproductibilité des paramètres est meilleure lorsque des contraintes sont appliquées en appui monopodal, genou en flexion, que le genou soit sain ou récemment opéré d’une reconstruction du ligament croisé antérieur du genou. Remerciements Les auteurs remercient la Direction régionale de la jeunesse et des sports des Pays de Loire pour l’aide financière apportée à la réalisation de cette étude. Aucun lien commercial n’est présent entre les auteurs et les industries qui commercialisent les plates-formes de stabilométrie. Références [1] Ageberg E, Zatterstrom R, Moritz U, Frident T. Influence of supervised and non supervised training on postural control after an acute anterior cruciate ligament rupture: A three-year longitudinal prospective study. J Orthop Sports Phys Ther 2001;31:632–44. [2] Birmingham TB, Kramer JF, Kirkley A, Inglis JT, Spauling ST, Vandrevoort AA. Knee bracing after anterior cruciate ligament reconstruction: effects on postural control and proprioception. Med Sci Sports Exerc 2001;33:1253–8. [3] Ferber R, Osternig LR, Woolacott MH, Wasielewski NJ, Lee JH. Gait perturbation response in chronic anterior cruciate ligament efficiency and repair. Clin Biomech (Bristol, Avon) 2003;18:132–41. [4] Friden T, Roberts D, Ageberg E, Walden M, Zatterstrom R. Review of knee proprioception and the relation to extremity function after anterior cruciate ligament rupture. J Orthop Sports Phys Ther 2001;31:567–76. [5] Gauffin H, Petterson G. Tegner, Tropp H. Function testing in patient with old rupture of anterior-cruciate ligament. Int J Sports Med 1990; 11:73–7. [6] Goldie PA, Owen ME, Timothy MB. Steadiness in one-legged stance: Development of a reliable force platform testing procedure. Arch Phys Med Rehabil 1992;73:348–54. [7] Harrison EL, Duenkel N, Dunlop R, Russel G. Evaluation of single-leg standing following anterior cruciate ligament surgery and rehabilitation. Phys Ther 1994;74:245–52. [8] Henriksson M, Ledin T, Good L. Postural control after ACL reconstruction and functional rehabilitation. Am J Sports Med 2001;29:359–66. [9] Lafond D, Corriveau H, Hébert R, Prince F. Intrasession reliability of centre of pressure measures of postural steadiness in healthy elderly people. Arch Phys Med Rehabil 2004;85:896–901. [10] Neville AM, Atkinson G. Assessing agreement between measurements recorded on a ratio scale in sports medicine and sports science. Br J Sports Med 1997;36:314–8. [11] Shrout PE, Fleiss JL. Intraclass correlation: Uses in assessing rater reliability. Psychol Bull 1979;86:420–8. [12] Shiraishi M, Mizuta H, Kubota K, Otsuka Y, Nagamoto N, Takagi K. Stabilometric assessment in the ACL-reconstructed knee. Clin J Sport Med 1996;6:32–9. [13] Thoumie P, Sautreuil P, Mevellec E. Evaluation stabilométrique de l’instabilité après lésion du ligament croisé antérieur. In: Pied, équilibre et mouvement. Paris: Ed Masson; 2000. p. 139–47.